通用串行總線USB(Universal Serial Bus)是一種新型的微機總線接口規(guī)范。隨著客戶對系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集速度要求的不斷提高，USB以其使用方便、易于擴展、速度快等優(yōu)點而越來越多的應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。本文介紹了一種基于USB總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方法，采用PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12與單片機AT89C51進行通信，并和PC機通信而編制出友善的設(shè)備應(yīng)用程序。該系統(tǒng)用傳統(tǒng)的USB總線取代了RS232串行總線，通過對USB協(xié)議和設(shè)備構(gòu)架的充分理解，對以單片機89C51和USB接口芯片PDIUSBD12為主的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了硬件設(shè)計和軟件編程，并在此設(shè)計的基礎(chǔ)上給出相應(yīng)的原理圖。硬件設(shè)計主要解決的是PDIUSBD12和ADC0809與單片機之間的接口電路問題，軟件編程大致分為三部分:一是為滿足D12在USB上的最大傳輸速率而編寫的固件程序;二是在PC機中的Windows 2000工作環(huán)境下編寫USB設(shè)備驅(qū)動程序;三是充分了解D12的主要功能特點，并編寫出應(yīng)用程序。通過該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，我們可以對USB協(xié)議有很深刻的理解，對D12接口芯片有很熟練的應(yīng)用，能更好領(lǐng)悟USB接口的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：USB總線；單片機；數(shù)據(jù)采集；固件；Windows驅(qū)動程序模型；設(shè)備驅(qū)動程序；客戶應(yīng)用程序


















ABSTRACT

Universal Serial Bus is a new specification for microcomputer bus interface. With the continuing advance of the clients' demand for the speed of a data collection system, USB is more and more widely used in data collection system for its advantages such as convenience, expanding port with ease and high speed etc.
this article presents a particular description of the design and development of a data collection system based on USB.single chip programs the fireware to the USB interface chip—PDIUSBD12; communication appears between D12 and up-location computer and man-machine mutual interface comes into being; lots of data from the industry spot are printed, analyzed and disposed on time. On the base of wonderful understanding to USB protocol and device truss, I finish the hardware design and software programme of the data collection system. And draw the principle chart.
? The software programme mainly includes: the fireware code in need of D12's maximum transmission rate; USB device driver and client application under the circustance of Win2000 operation system in computer. After this data collection system,we can understand the USB protocol profoundly and apply the interface chip-PDIUSBDI2 proficiently. In all, the advantages of this interface technique may helps to your design arrangement.

KEY WORDS：USB bus；data collection；MCU；fireware；WDM；device drive program；client application














目錄

文摘 1
英文文摘 1
1 緒論
1.1 課題背景
1.2 課題的提出
1.3 USB簡介
1.4 主要工作
2 USB1.1協(xié)議
2.1 USB的互連
2.2 USB的主機
2.2.1 USB主機概述
2.2.2 USB驅(qū)動(USBD)
2.3USB設(shè)備
2.3.1 USB設(shè)備狀態(tài)
2.3.2 通用USB設(shè)備操作
2.3.3 USB設(shè)備請求
2.4 USB的物理層
2.5 USB數(shù)據(jù)流
3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的固件設(shè)計
3.1 固件的開發(fā)環(huán)境
3.2 采用PDIUSBD12的固件設(shè)計
3.2.1 固件要完成的主要工作
3.2.2 PDIUSBD12芯片特點
3.2.3 PDIUSBD12固件程序的編寫
3.3 固件的文件結(jié)構(gòu)
3.4 固件的編程實現(xiàn)
3.4.1 底層函數(shù)
3.4.2 命令接口
3.4.3 中斷服務(wù)程序ISR.C
3.4.4 主循環(huán)MAINLOOP.C
4 USB設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計
4.1 Windows2000驅(qū)動程序
4.2 WDM驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)模型
4.2.1 USB設(shè)備驅(qū)動程序?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)
4.2.2設(shè)備對象
4.2.3標準總線驅(qū)動程序和類驅(qū)動程序
4.2.4 WDM驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu)
4.3 USB驅(qū)動的開發(fā)環(huán)境
4.3.1 驅(qū)動的開發(fā)工具
4.3.2 驅(qū)動開發(fā)環(huán)境的安裝與設(shè)置
4.4 驅(qū)動程序的實現(xiàn)
4.4.1 驅(qū)動入口
4.4.2數(shù)據(jù)傳輸控制
5 USB設(shè)備應(yīng)用程序設(shè)計
5.1 Win32 API簡介
5.2動態(tài)鏈接庫
5.3 MFC的應(yīng)用程序開發(fā)
5.4設(shè)備應(yīng)用程序與WDM的通信
5.4.1 Win32應(yīng)用程序?qū)DM的通信
5.4.2 WDM對Win32應(yīng)用程序的通信
5.5 應(yīng)用程序的實現(xiàn)
6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計
6.1 硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
6.2 接口芯片選擇
6.３ 接口硬件設(shè)計
6.3.1 A/D與單片機接口電路
6.3.2 PDIUSBDI2與單片機接口電路













1 緒論
1.1 課題背景
隨著數(shù)字化的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集也越來越重要，傳統(tǒng)的外設(shè)與主機的通信口一般采用ISA、PCI、C PCI、1394等標準，基于這些接口的產(chǎn)品，安裝麻煩，價格昂貴，并受計算機插槽數(shù)量、地址中斷資源限制，且可擴展性差，USB的出現(xiàn)，很好地解決了以上問題。 USB作為一種新型的串口通信標準，具有較高的傳輸速率，可擴展性好，采用總線供電，使用靈活。它共有4種傳輸模式：控制傳輸、同步傳輸、中斷傳輸、批量傳輸，以適應(yīng)不同設(shè)備的需要。
信息技術(shù)與電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得計算機和外圍設(shè)備也得到飛速發(fā)展和應(yīng)用。過去人們單純追求計算機與外設(shè)之間的傳輸速度，現(xiàn)在糾錯能力和操作安裝的簡易性也成為人們關(guān)注的目標。USB通訊技術(shù)的出現(xiàn)，使高傳輸速度、強糾錯能力、易擴展性、方便的即插即用，有機的結(jié)合在一起。USB設(shè)備需要依據(jù)USB協(xié)議進行數(shù)據(jù)的解包與打包，底層硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)之間需要以驅(qū)動程序為橋梁。驅(qū)動程序以WDM為模型，以DDK為開發(fā)工具，以IRP為消息傳播載體，來實現(xiàn)與Windows系統(tǒng)底層核心機制相交互的功能。

1.2課題的提出
盡管RS232是一種十分成熟且應(yīng)用廣泛的通訊方式，但是隨著控制系統(tǒng)的日益復(fù)雜，所要采集的量也會越來越多。因此..