基于USB總線的實(shí)時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件包括USB設(shè)備驅(qū)動程序、設(shè)備固件、應(yīng)用程序。

2.1 USB設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)

即插即用管理模塊實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備的熱插拔及動態(tài)配置。當(dāng)硬件檢測到USB設(shè)備接入時，Winodws98查找響應(yīng)的驅(qū)動程序，并調(diào)用它的DriverEntry例程，PnP管理器調(diào)用驅(qū)動程序的AddDevice例程，告訴它添加了一個設(shè)備；然后，驅(qū)動程序?yàn)閁SB設(shè)備建立一個FDO（功能設(shè)備對象），在此處理過程中，驅(qū)動程序收到一個IRP_MN_START_DEVICE的IRP，包括設(shè)備分配的資源信息。至此，設(shè)備被正確配置，驅(qū)動程序開始與硬件進(jìn)行對話。當(dāng)然，在設(shè)備運(yùn)行過程中，如果設(shè)備的狀態(tài)發(fā)生變化（拔除、暫停等），PnP管理器也同樣發(fā)出相應(yīng)的IRP，由驅(qū)動程序進(jìn)行相應(yīng)的處理。

電源管理模塊負(fù)責(zé)設(shè)備的掛起與喚醒。

I/O功能實(shí)現(xiàn)模塊完成I/O請求的大部工作。當(dāng)應(yīng)用程序提出I/O請求時，它調(diào)用Win32 API函數(shù)DeviceIoControl來向設(shè)備發(fā)出命令。然后，由I/O管理器構(gòu)成一個IRP并設(shè)置其MajorFunction域?yàn)镮RP_MJ_DEVICE_CONTROL。USB設(shè)備驅(qū)動程序收到該IRP后，取出其中的控制碼，并利用一個開關(guān)語句來找到對應(yīng)的例程入口。

2.2 設(shè)備固件（firmware）設(shè)計(jì)

設(shè)備固件是設(shè)備運(yùn)行的核心，采用匯編語言設(shè)計(jì)。其主要功能是控制芯片USB9602接受并處理USB驅(qū)動程序的請求（如請求設(shè)備描述符、請求或設(shè)置設(shè)備狀態(tài)、請求設(shè)備設(shè)置、請求或設(shè)置設(shè)備接口等供10種USB1.1標(biāo)準(zhǔn)請求）；控制芯片USB962接受應(yīng)用程序的控制指令；控制A/D模塊的數(shù)據(jù)采集；通過USB9602存儲數(shù)據(jù)并實(shí)時上傳PC。其程序主框圖如圖5所示。

在圖5中，ALT事件表示硬件檢測到USBN96902處于下列狀態(tài)：Reset、Resume、Suspend，由ALTEV寄存器匯報(bào)并產(chǎn)生中斷。