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基于USB的数据采集系统的设计 基于USB的数据采集系统的设计

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:15

《基于USB的数据采集系统的设计》修改意见稿

1、“.....由于应用程序中涉及到与硬件打交道的底层函数,会大量的引用函数,在环境下开发是比较直观和顺乎逻辑的。要编写设备的驱动程序,必须要有能够编译驱动程序的软件环境,建议使用来编制该驱动程序。应用程序主要通过对驱动程序中函数的利用来实现对设备的操作控制。因此在编写设备应用程序时,可以使用可读性和移植性很好的等开发环境来生成控制所需的交互界面,大大方便用户使用。简介即基于的应用程序编程接口,由下基本的系统函数调用组成,专门为下的编程提供支持。就高级编程语言来说,是环境下底层函数的调用,所有在平台上运行的应用程序都可以调用这些函数。的所有位平台都支持统的,包括函数结构消息宏和接口。既然位于底层,完全使用编程便显得十分繁琐,事倍功半。但是利用底层的函数可以使程序员了解的内部,知道程序的来龙去脉。使用,应用程序能充分挖掘系统的潜力,不但可以开发出在各种平台上都能运行的应用程序,而且可以充分利用每个平台特有的功能和属性。标准的函数可以分为以下几类窗口管理图形设备接口系统服务窗口通用控件特性国际特性和网络服务......”

2、“.....用窗口管理函数可以建立窗口通过窗口来显示输出提示用户输入以及完成其他些与用户进行交互所需要的操作。图形设备接口图形设备接口提供了系列函数的相关结构,可用来在显示器打印机或其他设备上生成图形化的输出结果。用函数可以绘制直线曲线闭合图形文本以及位图图像。所绘制的图形颜色和风格依赖于所建立的绘图对象,即画笔刷子和字体。可以用画笔绘制直线和曲线,用刷子来填充闭合图形的内部,用字体来书写文本。系统服务系统服务函数提供了访问计算机资源以及底层操作系统特性的手段,例如访问内存文件系统设备进程和线程。使用系统服务函数,应用程序可以管理和监视所需要的资源。例如,可以用内存管理函数来分配和释放内存,用进程管理和同步函数来启动和调整多个应用程序或在个应用程序中运行的多个线程的操作。,其他函数中有些接口和函数,可用来增强系统的功能。用个单层结构的名字空间来组织用户关心的所有对象,包括文件存储设备打印机及网络资源通用控件是由通用控件库支持的个控件窗口集......”

3、“.....包括网络上不同计算机应用程序之间的通信,在网络上各计算机建立和管理共享资源的链接等。的应用程序开发友好的可视化用户界面非常便于用户操作使用,但是却增加了设计人员的负担。几乎所有的开发平台都可以设计可视化的程序,可是如果其操作系统没有提供基本的应用程序开发接口,那么设计可视化程序的工作就很繁琐了,在面向对象兴起后,应用程序框架也应运而生。只是其中之,他不但是个很大的类库,还将类之间的关系很密切的结合起来。把包装起来,建立了些很容易使用和理解的函数,还将其中的部分隐藏起来,只在链接时加入以降低工程的规模。另外,微软基础类库还介绍了和的机制,让数据处理与显示的部分区分的很清楚。设备应用程序与的通信设备应用程序与是双向通信的,下面分别介绍,以便更好的理解设备应用程序对设备的控制操作。应用程序对的通信应用程序在中调用的函数共有五个,和。这些函数的执行都对应着驱动程序的些例程。下面就其中的些编程问题作些说明打开个设备。应用程序打开个设备驱动程序,用的是函数。它的第个参数是个符号链接名......”

4、“.....它就能够调用函数,这将产生对应于此设备对象的相应。关闭个设备。允许多个应用程序打开同个设备,它为每个应用程序创建个设备对象。当其中的个应用程序调用函数,驱动程序首先收到清除,驱动程序应当在清除例程中清除和此设备对象有关的待处理的。然后收到关闭,关闭设备对象。和函数的调用。特征标志位决定着驱动程序该如何访问应用程序调用和函数的数据缓冲区。管理器根据设备对象的此特征标志位,决定着和函数的缓冲器参数在个中的表示法。函数的调用。对于函数的调用,驱动程序根据控制命令来决定该如何获取应用程序的缓冲器地址。控制命令中的数据访问方式的定义有,结论展望是种行业新发展起来的通用接口标准,目前很多应用主要集中在机的外设和些消费类电子上。其实,作为种通用型串行总线标准,不仅仅适用于行业,它的应用空间很广泛,完全可以使用在不同的领域和行业。特别是由于的使用简单即插即用热插拔开放性高速稳定可靠性高等优点,它特别适用于仪器仪表虚拟仪器数据采集数据采集设备监控设备和加密设备等等场合。虽然本设计还有许多缺陷......”

5、“.....但是它己经是数据采集系统的雏形。只要在后续的研究中通过改善硬件环境和软件算法解决好系列存在的问题,定会得到充分体现总线简单易用传输速度快等特点的数据采集系统。综上所述,本论文己经完成了基于的数据采集系统的所有开发步骤,从设备的硬件到固件,到主机系统的驱动程序接口,再到用户应用程序。相信随着总线技术的发展,它的应用前景会更加广阔。参考文献陈启美,丁传锁编著计算机接口设计南京南京大学出版社,尹勇,王洪成编著单片机开发环境的使用指南及固件编程与调试北京北京航空航天大学出版社,李全利,迟荣强编著单片机原理及接口技术北京高等教育出版社,周立功编著固件编程与驱动开发北京北京航空航天大学出版社,边海龙,贾少华编著设备的设计与开发北京人民邮电出版社,张弘编著接口设计西安西安电子科技大学出版社,坎特编著设备驱动程序开发指南孙义,马莉波等译北京机械工业出版社,刘炳文,李凤华编著程序设计北京清华大学出版社,张惠娟,周利华,瞿鸿鸣编著环境下的设备驱动程序设计西安西安电子科技大学出版社......”

6、“.....,,,或。如果控制命令定义为,系统分配个缓冲区用于输入和输出,该缓冲区的字节数为应用程序的输入和输出缓冲区的大者的字节数。驱动程序必须先拷贝输入数据,然后再复制输出数据。驱动程序通过获得缓冲区的地址。对于输出,驱动程序将必须把存储字节数赋给,完成后,管理器将数据从系统缓冲区复制到应用程序的数据缓冲区。对应用程序的通信应用程序创建个事件后,可直接将事件句柄传递给,然后等待发送事件消息。驱动程序获取这个事件的个对象指针后,只能在级别的例程中设置事件信号状态。此外,还提供了其他两种对应用程序通信的方式。种方式是创建个命名的事件另种方式是当应用程序调用函数时,返回。当个事件发生后,完成这个调用函数的线程接着往下执行,处理发生的事件。设备应用程序的实现用户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。在编程时,首先要建立与外设的连接,然后才能实施数据的传输。用户程序首先必须查找设备,打开设备的句柄,然后进行读写和控制操作,最后是关闭设备句柄。用户应用程序的流程如图所示......”

7、“.....另外,当系统启动模块后,便会创建两个线程采样线程和显示存盘线程。采样线程负责将采集数据写到应用程序提交的内存而显示存盘线程负责给应用程序发送显示和存盘消息。当应用程序接收到此消息后,便从它提交的内存中读取数据并显示和存盘。此处需要注意的是采样线程和显示存盘线程在读写应成功失败检测设备设置设备参数启动模块请求上传数据包报告数据丢失获得有效数据包下组数据就绪显示信息返回存储显示数据延至下组数据包准备就绪启动设备用程序提交的内存时要保持同步。数据的显示及数据采集的控制都需要由应用程序的人机交互界面来完成,本设计的应用程序界面如图所示,包括对设备的打开与关闭数据采集的开始与停止及采集端口的控制,具体功能由程序内部代码实现。数据采集应用设计中用于数据采集端口选择以及采集数据获图应用程序的界面取的部分函数片段如下桌面新建文件夹图外部复位电路电压基准电路的电压基准可以被配置为连接到外部电压基准。端口引脚用作外部输入......”

8、“.....桌面新建文件夹图电压基准电路保护电路在设计具体的电路时应在的前面加分压电阻,以保证在工作电压范围内正常工作。考虑到实际中可能出现的情况,如果出现负电压或过载电压,可能会损坏,所以应该在前面加嵌位保护电路。保护电路如图所示。桌面新建文件夹图保护电路系统总原理图整个数据采集系统设计方案的电路图如图所示。电容用于内部电源节点退耦,是容量为的独石或高频瓷片电容,如果对没有要求那么可以省掉。电容和用于外部电源退耦,是容量为的独石或高频瓷片电容。晶体电容和用于的时钟振荡电路。主机方式要求时钟频率比较准确,的频率是,和是容量约为的独石或高频瓷片电容。如果电源上电过程较慢并且电源断电后放电时间较长,那么将不能可靠复位。可以在引脚与之间跨接个容量为的电容,同时可以减少干扰。桌面新建文件夹图系统总电路图第章器件介绍芯片器件是完全集成的混合信号片上系统型。下面列出了它的些主要特性高速流水线结构的兼容的内核可达全速非侵入式的在系统调试接口片内真正位的通道单端差分......”

9、“.....存储器还具有在系统重新编程能力,可用于非易失性数据存储,并允许现场更新固件。用户软件对所有外设具有完全的控制,可以关断任何个或所有外设以节省功耗。芯片管脚图如图所示。图芯片管脚图芯片是个总线的通用接口芯片,支持主机方式和设备方式。在本地端,具有位数据总线和读写片选控制线以及中断输出,可以方便地挂接到单片机等控制器的系统总线上。在主机方式下,还提供了串行通讯方式,通过串行输入串行输出和中断输出与单片机等相连接。的主机方式支持常用的全速设备,外部单片机可以通过按照相应的协议与设备通讯。还内置了处理海量存储设备的专用通讯协函数完成。采集后的数据通过总线传送的计算机的指定缓冲区中,以便于调用和进行处理,所以用函数从设备获取数据,并将所得数据传递给应用程序。和函数代码如下,,设备固件设计固件是的对应中文词......”

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