基于NI-VISA与LabVIEW的USB接口应用设计

3.1 系统的工作原理

根据USB协议，任何传输都是由主机(host)开始的，单片机的前台工作就是等待。主机PC首先要发送令牌包给USB，D12接收到令牌包就给单片机发中断，单片机进入中断服务程序。首先读D12的中断寄存器，判断USB令牌包的类型，然后执行相应的操作，因此，USB单片机程序主要就是中断服务程序的编写。在USB单片机程序中要完成对各种令牌包的响应，主要是对端口的编程。

3.2 软件部分的设计

系统的固件程序从功能上分为两部分，整个编程在Keil C环境下完成。
　　
(1)温度传感器D818820的读取程序

DSl8820单线通信功能是分时实现的。它有很严格的时序要求，对它的操作必须按协议进行，即初始化→发ROM操作命令→发存储器操作命令→数据处理。

(2)MCU和USB接口的通信程序

本程序使用D12的端点l和端点2进行上位汁算机与MCU P89C52之间的命令和数据的传输。端点l和端点2设置成模式O(非同步方式)。其中端点1以中断传输方式进行命令的传输和应答，端点2以批量传输方式进行数据的传输。端点1接收上位机发送过来的读指令，端点2返回读成功数据。

系统的固件程序编写以分层结构展开。它是一种积木式结构，如图3所示。

①硬件提取层：对单片机的I／O口、数据总线等硬件接口进行操作。

②PDIUSBD12命令接口：对D12器件进行操作的模块子程序集。

③中断服务程序：当D12向单片机发出中断请求时，读取D12中断传输来的数据，并设定事件标志“EPP-FLAGS”和Settup包数据缓冲区“CONROL_XFER”传输给主循环程序。

④标准设备请求处理程序：对USB的标准设备请求进行处理。

⑤厂商请求处理程序：对用户添加的厂商请求进行处理。

⑥主程序：发出USB数据传输请求，处理总线事件和调用用户自定义功能子程序。

以NI-VISA为驱动的主机LabVIEW应用程序的设计，NI-VISA采用3．2版本，LabVIEW采用7．1版本。

整个应用程序的主框架使用了WHILF循环来进行不断的查询。在程序的编写过程中，采用了类似Windows程序中的事件驱动机制，LabVIEW提供了这样的结构——事件结构。各个消息的产生利用了各种界面控件并由Case选择结构给出。程序框图如图4所示。

为了便于说明USB操作次序，把图4中事件结构展开，有图5所示的具体USB操作次序。



在图5中，USB RAW设备通信采用端点1以中断传输方式接收上位机操作命令，协议可以自己约定。端点2以批量传输方式给上位机发回温度数据。其中端点数“130”是对应十六进制数“0082”的十进制数，此数表示端点2批量输入；而端点数“1”则是对应十六进制数“0001”的十进制数，此数表示端点1中断输出。

因为NI-VISA3．2版本不支持USB属性“中断输出”(interrupt out)，因此为了实现USB端点1的中断输出问题，这里把USB属性“批量输出”(bulk out pipe)和“VI Write”节点组合在一起，来实现端点l中断输出。从NI-VISA3．3起，可以直接利用“中断输出”(interruptout)属性来实现。
　　
4 结语

经实践证明，采用基于NI-VISA驱动的USB接口应用系统的设计非常容易，开发难度低，对开发者的要求不高；开发出的系统稳定可靠，即使对Windows编程不熟悉的人也可以开发出USB应用系统，它提供了另一种开发USB驱动应用程序的捷径。