基于WinCE操作系统的通用USB数控键盘设计

PDIUSBD12固件程序

固件设计的目标就是使PDIUSBD12在USB上达到最大的传输速率。PDIUSBD12的固件设计成完全的中断驱动。当CPU处理前台任务时，USB的传输可以在后台进行。这就确保了最佳的传输速率和更好的软件结构，同时简化了编程和调试。

后台ISR(中断服务程序)和前台主程序之间的数据交换可以通过事件标志和数据缓冲区来实现，其原理图如图4所示。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，并在随后清零PDIUSBD12的内部缓冲区，以便接受新的数据包。CPU可以继续当前的前台任务直到完成。

对于这种结构，主循环不关心数据是否来自USB、串口还是并口，其只检查循环缓冲区内需要处理的新数据。主循环程序专注于数据的处理，而ISR能够以最大可能的速度进行数据的传输，相似的控制端点在数据包处理时采用了同样的概念，ISR接收和保存数据缓冲区中的控制传输并设置相应的标志寄存器，主循环向协议处理程序发出请求，由于所有的标准器件级别和厂商请求都是在协议处理程序中进行处理，ISR得以保持它的效率而且一旦增加新的请求只需要在协议层进行修改。

USB在WiniCE下驱动程序和应用程序

整个系统采用的是ARM9微处理器作为主机，并且选用ARM9中的S3C2410作为系统的核心控制器。S3C2410内部集成了USB设备控制器，完全兼容USB1.1协议并且集成了USB收发器。WinCE操作系统下有自带的一些驱动程序，但是这些驱动程序不能满足本系统的设计需求，所以需要编写USB Host驱动程序。

应用程序是系统与用户的接口，它通过通用驱动程序完成对外设的控制和通信。主机用户程序的编写使用EVC++编译环境下的API函数实现。程序中主要用到两个APl函数:CreateFile()和DeviceIoControl()。首先查找设备，打开设备的句柄：调用Win32函数CreatFile()得到设备驱动程序的句柄。然后进行读写和控制操作：调用wi n 3 2 函数DeviceIoControl()，通过得到的句柄把IoControlCode和相关的输入输出缓冲区提交给驱动程序。最后关闭设备句柄：当退出应用程序时，用CloseHandle()关闭设备。

结语

本文提出的嵌入式数控键盘已经设计完成，在项目组测试中达到了预期的效果。用USB键盘输入时，在WinCE操作系统下使用记事本的方式在LCD上显示键值，并且在应用程序中可以根据用户需求定制按键的具体功能，满足数控系统的需要。