USB简介及开发实例

1、邵雷邵雷2006年年4月月虚拟仪器课程系列报告报告提纲 今天今天PCPC上使用的大多数外设仍然是基于接口实现上使用的大多数外设仍然是基于接口实现的，这些老式的接口最初是由的，这些老式的接口最初是由IBMIBM公司在公司在2020世纪世纪8080年代年代早期提出的，设计存在很多缺陷，它们给设计者带来早期提出的，设计存在很多缺陷，它们给设计者带来了许多麻烦，也给用户带来诸多不便。目前了许多麻烦，也给用户带来诸多不便。目前PCPC接口的接口的缺陷：缺陷：非共享式接口非共享式接口接口体积庞大接口体积庞大接口规格不统一接口规格不统一接口采用传统的接口采用传统的I/OI/O模式模式PCI接口USB接口以太

2、网接口串并行接口通用主板PS/2接口 标准PC的外围设备接口支持单个设备的连接。由于一个给定的时刻只有一个外围设备可以连接，这样，连接的灵活性就被最小化。由于这个原因，通常是做一个专用的扩展卡插到扩展总线上（例如ISA、EISA或PCI），通过它来为新的外设建立一个连接点，但这样相对来说成本比较昂贵。 外设被映射为CPU的I/O地址空间，并且被分配一个指定的IRQ，在某些情况下也可以是一个DMA通道。这些系统资源被分配给指定的外设，这些地址的分配通常是由IBM公司和其他设备制造商指定的。事实上这种地址分配方法已经成为一种标准。这种模式会带来I/O地址冲突、所指定的IRQ已被别的外设占用等问题。

3、USB标准图标热插拔；即插即用Plug & Play；共享式接口；“菊花瓣”式；126个外设；接口体积小；节省系统资源；只需1根IRQ线；灵活；低速1.5Mb/s，全速12Mb/s，高速480Mb/s；低成本；性能可靠；硬件规范抑制噪声，数据错误检测机制提供电源；+5V100500mA, 3mS挂起兼容性；USB2.0兼容USB1.1产品A型插头B型插头A型插座B型插座VBUSGNDD+D-GNDD+D-USB电缆模型VBUS报告提纲PCUSBUSBDeviceDeviceHubUSBUSBUSBUSBPCUSBUSBDeviceDeviceDevice主机系统USB设备客户软件USB系统软件

4、（USB驱动和主控制器驱动程序）USB主控制器/集线器USB总线接口USB逻辑设备功能单元功能层功能层USBUSB设设备层备层USBUSB总线总线接口层接口层物理通信数据流物理通信数据流逻辑通信数据流逻辑通信数据流基本硬件：基本硬件： USBUSB主控制器主控制器/ /根集线器根集线器 USBUSB设备设备通用性软件：通用性软件： USBUSB客户驱动程序客户驱动程序 USBUSB驱动程序驱动程序 USBUSB主控制器驱动程序主控制器驱动程序 一个给定的一个给定的USBUSB设备可能有很多的端点，每一个设备可能有很多的端点，每一个端点都有特殊的性质，这些特性规定了如何访问这些端点都有特殊的性质

5、，这些特性规定了如何访问这些端点。端点。USBUSB的规范说明书定义了如下四种传输类型，的规范说明书定义了如下四种传输类型，它们每一个都反映了它们每一个都反映了USBUSB设备的端点可能要求的传输设备的端点可能要求的传输性质。性质。 块传输块传输 中断传输中断传输 同步传输同步传输 控制传输控制传输 块传输主要用于完成主机和设备之间的大批数据传输，由于块传输在硬件级上对传输数据进行错误检测（若发生错误，它支持“重传”功能），因此它能保证数据传输的可靠性，块传输支持两个方面的数据传输（即主机到设备和设备到主机）。 中断传输用来完成设备到主机的少量数据传输，它只支持设备到主机方向数据传输（中断传输

6、跟实现的“中断”概念没有任何联系）。 同步传输主要用来完成主机和设备之间连接、实时数据的传输（如语音信号），同步传输不对传输数据进行错误检测，它主要保证数据的连续传输。 控制传输主要用来完成主机对设备各种控制操作（如获取设备的设备描述符，设置设备的USB地址等，可以通过控制传输来定义自己对设备的控制操作，如设置采样参数、开始或停止采样等）。报告提纲基于USB总线虚拟示波器基于USB总线虚拟LCR测试仪基于USB总线虚拟任意波形发生器 WDM驱动程序，适用于Windows98 /2000/XP操作系统； 提供DLL动态链接库； 提供LabVIEW驱动节点，应用实例； LabScene完全支持，提

7、供开发实例 基于USB总线； 无需外部电源，即插即测； 体积小，80mmx65mm，手掌大小； 5V(1:1探头)双极性信号输入； 1M/30PF输入阻抗； x0.5、x5程控放大； 单/双通道可选择输入模式； 单通道80MHz/双通道40MHz采样率； 64K(单通道)/32K(双通道)板载内存； 可程控调节存储容量； 8位垂直电压分辨率； 外触发、程序触发可选触发模式； 8级采样频率程控选择；示波器特性：韩国推出的微型虚拟示波器多功能虚拟仪器(五和一)我们研制的双通道微型虚拟示波器各项指标达到了预期目标，能够作为袖珍示波器使用。和国外同类产品相比，结合了LabScene，具有更强的灵活性，

8、支持二次开发、功能的重组。具有广阔的市场前景。在长春市郊(蔡家)野外采集瞬变电磁探测系统(TEM)发射电流波形，得到良好效果。基于LabVIEW软件平台，同步信号外触发，采集100us。台湾生产的LCR测试仪虚拟LCR测试系统虚拟LCR测试仪可以作为专用的参数测试仪使用，精度达到0.1%任意波形发生器特性：产生标准正弦、方波波形产生任意波形任意波形：0.01Hz-80KHz标准波形：0.01Hz-2MHz垂直分辨率：16位波形幅度：0-2.5V输出阻抗：100欧姆适用于教学实验系统报告提纲所有采集系统的控制与数据传输均由测控软件完成。Mb/sMb/sPA0PA1PA2PA5PA4PA6PA7P

9、B0.7Q0.7XO/HFFFRSRFIFOCPLDPGA204AMP0AMP1CY7C68013HOLDAHOLDBHOLDCRESETCLKEOCCSData0.7RDA0A1A2BYTEADDWRVCCGNDD0.7WRCSFIFOCPLDADS8364上电复位初始化状态变量调用TD_Init()，使能中断是否接收到SETUP包？调用TD_Poll()是否接收到SETUP包？延迟1妙，并重枚举分析命令，执行设备请求是否设置USB总线处于空闲状态？调用TD_Suspend()有效吗？挂起处理器调用TD_Resume()否是是否是否TRUEFALSE开发动态连接库开发动态连接库是开发基于是开

10、发基于VC或或者基于者基于LabVIEW应用软件的应用软件的首要首要任务任务。可以采用。可以采用VC+6.0 DLL动动态连接库向导开态连接库向导开发。发。VC+6.0软件开发平台软件开发平台CLF接接口口控件控件仪器驱动仪器驱动硬件设备软件界面分为三部分：功能设置部分：对测量参考信息和接收机进行设置。待测井示意图：显示待测井深度，和当前测量深度。坐标图：直观显示采集通道位置信息以及采集通道当前状态。-350 -300 -250 -200 -150 -100-50050100150200250300350-350-300-250-200-150-100-500501001502002503003504000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.010.0110.0120.0130.0140.0150.0160.0170.0180.0190.020.0210.0220.0230.0240.025-300-200-1000100200300-400-300-200-100010020030040000.020.040.060.0