基于VC的USB2.0數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

　　USB設(shè)備驅(qū)動程序主要是使操作系統(tǒng)能夠識別USB設(shè)備，建立起主機端與設(shè)備端之間的通信，它們之間的通信是通過Windows提供的API函數(shù)實現(xiàn)的，這些函數(shù)可以控制顯示器、處理信息、訪問存儲器、讀寫磁盤和其他設(shè)備。

　　圖2是USB設(shè)備驅(qū)動程序的整體結(jié)構(gòu)圖。

　　USB設(shè)備驅(qū)動的整體結(jié)構(gòu)包括如下5個主要部分：USB應(yīng)用程序接口、USB設(shè)備驅(qū)動函數(shù)、USB中斷服務(wù)程序、USB回調(diào)接口程序、USB標(biāo)準(zhǔn)事件處理程序。

　　2.2.1 USB應(yīng)用程序接口

　　USB應(yīng)用程序接口主要功能是對USB驅(qū)動器進(jìn)行軟硬件初始化、打開端口、關(guān)閉端口、讀端口、寫端口和端口控制操作。當(dāng)設(shè)備驅(qū)動器裝入系統(tǒng)設(shè)備表時，I/O系統(tǒng)就調(diào)用該應(yīng)用程序接口。

　　USB應(yīng)用程序接口的一個例程主要包含：

　　a)對USB端口安裝、初始化和硬件配置(USB_init())。初始化步驟為：將USB設(shè)備驅(qū)動器安裝到I/O系統(tǒng)設(shè)備表中，獲取USB控制器使用的中斷號，初始化USB驅(qū)動器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與USB端口狀態(tài)寄存器，啟動USB標(biāo)準(zhǔn)事件處理程序。

　　b)打開USB端口(USB_open())。USB_open函數(shù)允許應(yīng)用程序打開一個USB端口和選擇DMA數(shù)據(jù)傳輸方式。

　　c)關(guān)閉USB端口(USB_close())。USB_close函數(shù)允許應(yīng)用程序關(guān)閉一個端口，并關(guān)閉DMA通道。

　　d)對USB端口進(jìn)行讀操作(USB_read())。USB_read函數(shù)允許應(yīng)用程序從輸出端口或控制端口讀取一定量的數(shù)據(jù)。

　　e)對USB端口進(jìn)行寫操作(USB_write())。USB_write函數(shù)與USB_read函數(shù)功能類似，允許應(yīng)用程序?qū)憯?shù)據(jù)到輸入端口或控制端口。

　　f)對USB設(shè)備進(jìn)行I/O控制操作(USB_ioctl())。

　　2.2.2 USB中斷服務(wù)程序

　　USB控制器產(chǎn)生單一中斷，多個端口共享。每個端口產(chǎn)生ACK、NACK/ERROR中斷;輸出端口產(chǎn)生接收零字節(jié)包或短包中斷;控制端口0接收設(shè)置包時產(chǎn)生中斷;USB控制器產(chǎn)生USB事件中斷，如幀起始(SOF)、掛起、恢復(fù)和復(fù)位。先識別發(fā)生USB中斷的類型以清除中斷產(chǎn)生的條件，再讀USB狀態(tài)寄存器，獲取當(dāng)前配置、接口或幀起始時間戳狀態(tài)信息，最后向USB控制器消息隊列或回調(diào)函數(shù)的接收消息隊列發(fā)送中斷消息。

　　2.2.3 USB標(biāo)準(zhǔn)事件處理程序

　　USB驅(qū)動器初始化后，啟動USB標(biāo)準(zhǔn)事件處理程序負(fù)責(zé)處理枚舉過程和異步USB事件。事件處理程序使用控制端口0，直到完成枚舉過程。當(dāng)USB應(yīng)用程序處于非活動狀態(tài)時，除控制端口0以外端口均不可訪問。事件處理程序在端口0上執(zhí)行控制操作，響應(yīng)USB標(biāo)準(zhǔn)請求，并負(fù)責(zé)通知USB應(yīng)用程序枚舉完成和接口活動狀態(tài)，USB事件通過回調(diào)接口傳遞到USB外設(shè)應(yīng)用程序。當(dāng)對USB端口枚舉操作完成，USB應(yīng)用程序就可打開并使用USB端口。