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第第页基于USB接口的数据采集系统设计

１ＵＳＢ协议和芯片选择

理解好ＵＳＢ协议是ＵＳＢ系统开发的第一步。ＵＳＢ协议版本包括１.０、１.1和２.０，ＵＳＢＯＴＧ是对２.０版本协议的补充。虽然ＵＳＢ协议内容繁多且繁复，然而，对ＵＳＢ开发影响较大的却只是少数部分，以下对协议版本１.１[１]中这些部分进行介绍。

１.１ＵＳＢ协议

一般，每个ＵＳＢ设备由一个或多个配置〔Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ〕掌握其行为。运用多配置缘由是对操作系统的支持；一个配置由接口〔Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ〕组成；接口那么是由管道〔Ｐｉｐｅ〕组成；管道与ＵＳＢ设备的端点〔Ｅｎｄｐｏｉｎｔ〕对应，一个端点可以配置为输入输出两个管道。在固件编程中，ＵＳＢ设备、配置、接口和管道都用描述符报告其属性。

图１为ＵＳＢ多层次通信模型。端点０默认配置为掌握管道，用来完成所规定的设备恳求(ＵＳＢ协议第九章)。其它端点可配置为数据管道。对开发而言，主要的大数据传输都是通过数据管道完成的[２]。

ＵＳＢ传输类型包括批量传输、等时传输、中断传输和掌握传输，每种传输类型的传输速度、牢靠性以及应用范围都不同[３]。掌握传输牢靠性是最高的，但速度最慢；等时传输速度快，满意实时性，但牢靠性低。在详细应用中，端点传输类型可依据传输速度和牢靠性选择。

在ＵＳＢ通信协议中，主机取得绝对主动权利，设备只能是“听指令行事”，通过肯定的指令格式〔设备恳求〕完成通信。ＵＳＢ设备恳求包括标准恳求、厂商恳求和设备类恳求。设备的枚举是标准恳求指令完成的；厂商恳求是用户定义的恳求；设备类恳求是特定的.ＵＳＢ设备类发出的恳求，例如海量储存类、打印机类和ＨＩＤ〔人机接口〕类。固件编程中设备恳求需要遵循肯定的格式，包括恳求类型、设备恳求、值、索引和长度。

１．２ＵＳＢ接口芯片选择

ＵＳＢ接口芯片的类型有：

〔１〕按传输速度的高低：低速〔１．５Ｍｂｐｓ〕和全速(１２Ｍｂｐｓ)可选ＵＳＢ１．１接口芯片，例如Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＰＤＩＵＳＢＤ１２和Ｃｙｐｒｅｓｓ公司的ＥＺ－ＵＳＢ２１００系列；高速〔４８０Ｍｂｐｓ〕可选ＵＳＢ２．０接口芯片，例如Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＩＳＰ１５８１和Ｃｙｐｒｅｓｓ公司的ＣＹ７Ｃ６８０１３。

〔２〕是否带ＭＣＵ〔微掌握器〕：一般Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的都不带ＭＣＵ，Ｃｙｐｒｅｓｓ公司大多都带，例如ＡＮ２１３１。

〔３〕是否带主控器功能：不需要主机参加，主从设备间可进行数据传输，芯片有Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的

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