USB在同步相量测量单元中的应用
系统定义的一组常数,该部分主要完成两件工作:一件是将注册表项复制到一个全局变量中;另一件是给不同的设备事件指示处理例程。剩下的工作就是按照这些设备事件编写各自的例程。这些设备事件主要包括下面几个部分: (1)打开文件:当用户以打开文件的名义打开设备准备读写的时候,调用该部分例程进行准备。 (2)关闭文件:当用户关闭文件(关闭设备)的时候,调用该例程清扫系统。 (3)即插即用处理:处理即插即用相关的事件,该部分例程包括许多硬件相关的子程序,具体功能见第2节。 (4)处理读操作:当用户读取文件时,调用该例程将接口芯片缓冲区内的信息返回主机。 (5)处理写操作:当用户写文件时,调用该例程将数据以包的形式发送到接口芯片。 (6)设备操作:该部分例程完成对设备硬件的控制,一般含有IO控制码,这些控制码在用户头文件中定义,该例程根据不同的IO控制码,完成对设备的各项控制任务。 (7)驱动程序初始化:当第一次安装硬件时调用该部分例程,创建物理设备对象。对所涉及的各个变量进行初始化。这部分程序一般操作系统中有自带。 (8)驱动程序的卸载:用于清除硬件在系统中留下的痕迹,释放全局变量中注册表路径字符串所占用的内存,将资源归还系统。 (9)电源管理:所有和电源相关的例程都由这里发出,它发出的请求可以是指定一种新的电源状态,或者查询更改一种状态是否可靠。此部分对于总线供电的USB设备较为重要,涉及设备的挂起和唤醒等操作。在本系统中此部分无作用,所有下位机设备都是自供电形式的,设备处于长时工作状态。 5.4 USB设备读写 USB设备的读写操作是大部分用户主要关心的内容。由于设备驱动程序的作用,用户应用程序和USB设备的读写操作变的非常简单,用户打开USB设备就像打开文件一样。这是在添加设备中申请了一个符号链接,并在启动设备例程中将此链接激活而实现的。USB中的读写操作分为四种: (1)控制型:控制型传输主要为对USB本身的配置,前面所描述的USB配置实际上都是通过控制传输实现的。 (2)批量型:批量型传输用来处理大量的对时间要求不紧迫的数据。底层协议保证了无差错的传输,但不保证传输时延。 (3)中断型:中断型传输对服务时间有较强的限制,但一次传输的数据量不多,主要为一些需要实时相应的消息。 (4)同步型:同步传输可以保证传输时延、保证带宽和保证恒定的数据传输速率,但是在传送失败的情况下。不使用“重试”来传输数据,因而可能会有一定的出错概率。 对USB接口的读写是按照与数据文件读写相同的方式进行的,第一步要打开文件,即打开设备。当用户以打开文件的名义打开设备时,首先要检查设备的状态,看设备是否处于工作状态,设备的接口信息是否已经准备好。接着检查从上面传下来的文件对象的合法性(指针不为空)。然后检查文件名的长度,当为0时,说明打开的只是设备本身;不为0时说明打开的是某个管道,调用管道相关例程,将管道明转换为指向对应管道综合信息的指针即可。读写USB设备实际上是调用同一个传输例程的,所区别的是传输方向符不同,由于通讯双方遵守的都是USB协议,所有的数据包的格式都是一致的,所以这没有什么问题。驱动程序控制的上位机读写过程和单片机的情况类似,所不同的是,单片机使用的接口芯片将数据放入硬件缓冲区内,而上位机的驱动程序则会构建一个虚拟的缓冲区来完成相同的工作。当要发送的数据大于缓冲区的容量时,同单片机的情况一样,也要对数据进行分割。当数据发送完毕之后,例程返回一个发送成功的标志。 5.5 USB上位机应用程序设计简介 编写好驱动程序以后,要在应用程序中调用USB设备,其做法就与调用硬件类似,可以使用WIN32 API函数像调用程序文件一样对设备进行读写,也可以使用如同串口的mscomm那样的控件来实现。由于本系统的上位机程序是用VB开发的,显然调用成品动态链接库能减少很多工作量。这里就调用由广州周立功单片机发展有限公司开发的称为easyd12.dll的动态链接库。 6 结论 USB接口的驱动程序编写是一项繁琐的工作,由于硬件条件的限制,上述程序仅在仿真器上运行通过,无法实地调试,其中必然存在很多漏洞和不足。USB接口本身是并不是为智能仪表开发的,作为批量数据传输用的USB总线在智能仪表上使用显得有些复杂。在更高性能的通用型总线出现以前,为了实现信息的高速传输使用USB还是一个性价比较好的方案。本系统只使用了USB的部分功能,付出的软硬件资源代价却与一个完整功能的USB传输系统没有多大区别。如果能开发出一种比USB总线更简便易用的通用型总线,那一定会引起智
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