USB总线正在同步相量丈量单位中的操纵

avrstudio完成的，取经常使用的51单片机略有好异，使用c语行进行斥地的时间必须使用第三方编译器对源代码进行编译后才气正在仿真环境下运行。本次采取的是icc作为编译器，本文十足的单片机法度圭臬标准皆正在此环境下运行调试。USB接口器件采取总线把握体例，数据传输情势采取中止传输。USB接口器件正在使用上取一个普通的外部存储器雷同，十足的把握取数据传输皆必须对ATMAGE128中相应的存放器进行读写操纵才气完成。

　　4 USB驱动法度圭臬标准MCU局部

　　MCU即设备方把握器，可所以各类型单片机年夜概是PC，它们的驱动法度圭臬标准正在结构上是雷同的，而具体的代码，由于使用的体系环境好异，存正在较年夜好异，上里便具体道明以ATMAGE128单片机作为设备方把握器的USB驱动法度圭臬标准结构和具体实现的代码。

　　4.1 法度圭臬标准整体结构

　　对付CPU而行，PDIUSBD12芯片取一个外部存储器完整雷同，CPU颠末总线把握的体例对PDIUSBD12进行操纵。USB接口的传输并没有会占用很多CPU资源，CPU可以实施前台操纵，而USB接口授输的工作则正在布景完成，二者之间颠末中止就事法度圭臬标准跟尾。当PDIUSBD12 从USB 支到一个数据包，那么便对CPU 产生一个中止要求，CPU 坐刻呼应中止。正在ISR中固件将数据包从PDIUSBD12 内部缓冲区移到循环数据缓冲区，并正在随后浑零PDIUSBD12 的内部缓冲区以使能领受新的数据包CPU 可以继绝它当前的前台任务直到完成，然后返回到主循环检查循环缓冲区内可否有新的数据，并起头其它的前台任务。不管是上传年夜概下载数据皆是对循环缓冲区内的数据进行处置处罚，主循环只要检查循环缓冲区内可否有要处置处罚的新数据。法度圭臬标准整体结构框图如图１所示。

　　各模块分工如下：

　　(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纵。

　　(2)PDIUSBD12下令接口：对PDIUSBD12器件进行操纵的模块子法度圭臬标准集。

　　(3)中止就事法度圭臬标准：当PDIUSBD12向单片机收回中止要求时，读取PDIUSBD12的中止传输去的数据，并进行相关处置处罚。

　　(4)标准要求处置处罚法度圭臬标准：对USB的标准设备要求进行处置处罚。

　　(5)厂商要求处置处罚法度圭臬标准：对用户加加的厂商要求进行处置处罚。

　　(6)主循环法度圭臬标准：发送USB要求、处置处罚USB总线事变和用户从命处置处罚等。

　　

　　图1 USB驱动MCU整体结构图

　　4.2 硬件提取层相关法度圭臬标准

　　硬件提取层实施对单片机I/O口、数据总线等的操纵，搜罗向PDIUSBD12发送数据或下令的子法度圭臬标准及从PDIUSBD12读取数据的子法度圭臬标准，该局部代码需对天址总线和数据总线进行直接操纵。PDIUSBD12的任何操纵皆是由下令指令和数据指令组合完成的，颠末改变A0引脚的电平便可以完成下令模式/数据模式的切换。

　　4.3 下令接口

　　该局部是由一系列下令接口儿法度圭臬标准构成的，搜罗了十足PDIUSBD12给出的接睹从命接口的下令。正鄙人令接口中调用了硬件提取层中的子法度圭臬标准。PDIUSBD12的十足从命皆必须由雷同的体例完成，先发送一条下令，然后写该下令的具体参数。有的下令参数是多个字节的，如设置模式下令，此时便必须调用两次写数据线的指令。下令接口法度圭臬标准的编写格局相对勾当，按照PDIUSBD12道明书中给出的下令汇总表按序编写便可。

　　4.4 中止就事法度圭臬标准

　　中止就事法度圭臬标准代码处置处罚由PDIUSBD12产生的中止，它将数据从PDIUSBD12内部的缓冲区内取出，并创坐正确的标记，通知主循环进行处置处罚。当PDIUSBD12向单片机收回中止要求后，单片机调用读取中止存放器的标准下令接口儿法度圭臬标准d12_readinterruptregister( )去决定中止源，然后跳转到相应的中止就事子法度圭臬标准进行处置处罚。中止就事法度圭臬标准从PDIUSBD12支集数据，而主循环法度圭臬标准对数据进行处置处罚。傍边断就事法度圭臬标准支集到足够的数据时，它通知主法度圭臬标准已做好预备期待处置处罚。例如正在发送数据包阶段创坐包时，中止就事法度圭臬标准将创坐包和数据皆存进缓冲区内，然后将setup_packet标记送到主循环，这样主循环便可以节流没有用要的就事工妇。

　　4.5 总线复位和挂起

　　当领遭到总线复位或挂起的要求时，中止就事法度圭臬标准将bus_set或suspends标记位置位，然前进出。

　　把握传输总是由创坐阶段起头，之后为可选的数据阶段，然后结束于形态阶段。单片机需颠末选择把握输出端面去提取创坐包的内容去决定端面是为满借是为空。假设把握端面是为满，单片机将从缓冲区内读出内容并将其存进存储区。之后，单片机将从存储区使主设备要求生效。假设是一个有效的要求，单片机需向把握端面发送应问创坐下令，以从头使能下一个创坐阶段。接下去单片机需求证明传输是把握读借是写，这可以颠末创坐包重定向的要求类型位去实现。

　　创坐阶段结束后，主机便会实施数据阶段。PDIUSBD12期待领受把握输进包。单片机起首需求读取末了处置处罚形态存放器浑零中止标记位。确认PDIUSBD12处于传输模式后，进行数据包的发送。

　　当下一个把握输进标记去到时，单片机将确定残剩的字节可否为零。假设已出稀有据要发送，单片机需求发送一个空的包以指导主机数据已发送终了。假设创坐包的为得到描写符要求，那么创坐包中的把握传输将指导此包为把握写类型。正在实施完得到描写符要求历程后，单片机处于期待数据阶段。主机发送一个把握输出的标记，单片机从PDIUSBD12缓冲区内加去数据。此时单片机确认PDIUSBD12可否处于USB领受模式，然后单片机颠末检查选择把握输出端面确认缓冲区可否已满，并将数据从缓冲区内读出。

　　4.6 标准要求处置处罚法度圭臬标准

　　标准设备要求是由USB和道决定的，由主机收回，以数据包的情势传送到单片机。当单片机领遭到这些标准设备要求时便转进相应的处置处罚法度圭臬标准。其历程包孕：①获得形态。②浑除特点。③设置特点。④设置天址。⑤获得设备描写符。⑥设置配置。⑦获得配置疑息。⑧获得接口疑息。⑨设置接口。⑩同步帧。此中同步帧用去设置和陈述一个端面的同步帧，正在同步传输中才使用，假设设备没有支撑这个要求，返回避免标记。

　　4.7 主循环法度圭臬标准

　　主循环法度圭臬标准重要从命是设置单片机的初始化，和设定各个相关子法度圭臬标准的入口。由于使用了中止就事法度圭臬标准和一系列的下令接口儿法度圭臬标准，主循环法度圭臬标准中触及USB接口的局部只是设定相关的存放器。

　　5 USB驱动法度圭臬标准上位机局部

　　5.1 驱动法度圭臬标准根基概念

　　主机驱动法度圭臬标准的从命是将硬件取用户操纵法度圭臬标准跟尾起去。编写的体例有多种，可以直接取硬件相跟尾，正在操纵法度圭臬标准中直接读写体系应将，年夜概将取硬件直接互换数据的底层工作交给操纵体系自动完成，操纵法度圭臬标准象读写普通文件一样完成对硬件设备的操纵。前一种体例的代码开销少，然则编写的工作量十分年夜，移植性也较好。后一种体例需求年夜量库函数支撑，但编写较为简单，且移植性好，以至只需少许建改便可以完成对另外一种硬件的支撑。正在本体系中使用的是由厂商供给的驱动法度圭臬标准，为了充分道明USB体系的工作，借是有必要对主机驱动法度圭臬标准的工作体例做一个引睹。

　　从驱动法度圭臬标准的角度出发，每个设备皆被当作多少个设备对象，这些设备对象的去历各没有雷同，每个对象皆有驱动法度圭臬标准取之对应。它们凭据必然的端方构成设备对象堆栈，也就是对应的驱动法度圭臬标准堆栈。处于最底层的是物理设备对象，它一般由总线天生，驱动法度圭臬标准到达这里的时间，总线只是按照标准作一些动作，便可完成对设备物理上的操纵。一个设备只能有一个物理设备对象，但可以有多少个其它的设备对象。从命设备对象是由所编写的驱动法度圭臬标准天生的，它负责从逻辑上操纵设备。其它的层次设备对象可以处于从命设备对象的上里或上里，它由另外一些驱动法度圭臬标准年夜概其它的体系组件天生，可以记录一些设备疑息，但层次设备对象没有是必须的。由于驱动法度圭臬标准的这类层次结构，正在编写驱动法度圭臬标准的时间没有用思考内存分配、IO端口配置、DMA申请等。Windows将资源申请全数自动化，由总线完成，编写驱动法度圭臬标准时只要思考把握设备自己便可。

　　5.2 即插即用设备形态及它们之间的转换

　　USB接口设备的一个较着特面就是接进年夜概拔出时没有需求封闭主机和从头启动体系，而是可以正在体系运行工妇接插进年夜概拔出。这取USB接口的硬件设置有关，USB接口是颠末检测接口