帶全速USB接口的單片機PIC18F4550的應用設計方法

　2.4 PIC18F4550的固件設計

本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/171728.htm

　　微芯公司提供了一系列的USB寄存器，使用這些寄存器可以完成USB通信。大多數的USB通信都是通過(guò)中斷來(lái)完成的，在USB中斷服務(wù)程序內，要實(shí)現輸入／輸出接口，允許大多數的USB程序在后臺完成。從應用的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，枚舉過(guò)程和數據通信的發(fā)生好像沒(méi)有聯(lián)系。

　　對于單片機控制程序，目前沒(méi)有任何廠(chǎng)商提供自動(dòng)生成固件(firmware)的工具，因此所有程序都要由自己手工編制。由于USB協(xié)議的復雜性，并且考慮 到廣大客戶(hù)的需求，因此，Microchip公司在推出PIC18F4550系列芯片時(shí)，提供了面向不同客戶(hù)群的DEMO程序，這就大大減輕了系統開(kāi)發(fā)人員的負擔，同時(shí)縮短了開(kāi)發(fā)周期。本系統的設計就是在Microchip公司提供的DEMO程序的基礎上，進(jìn)行必要的修改來(lái)完成的。本設計的具體固件主要由以下8個(gè)文件組成。

　?、?main.c：系統的主程序，包括InitializeSystem()和USBTasks(void)兩個(gè)子程序，主要完成系統的初始化以及其他各種子程序的調用。

　?、?usb9.c：實(shí)現的是USB協(xié)議第9章的功能，包括枚舉總線(xiàn)的接口和核心功能，以及USB的中斷服務(wù)程序。它處理由USB用戶(hù)所產(chǎn)生的所有的中斷。在這個(gè)程序中，主要實(shí)現對描述符的枚舉以及休眠、復位功能，主要包括USBCheckStdRequest(void)、USBStdGetDscHandler(void)和USBStdFeatureReqHandler(void)等5個(gè)子程序。

③ usbctrltrf.c：主要實(shí)現USB控制傳輸所需的各種功能，主要由USBCtrlTrfSetupHandler(void)、USBCtr-lEPServiceComplete(void)和USBPrepareForNextSetup-Trf(void)等8個(gè)子程序組成。

　?、?usbdrv.c：主要實(shí)現與USB驅動(dòng)相關(guān)的功能，包括檢查總線(xiàn)狀態(tài)、USB模塊使能、USB模塊掛起、遠程喚醒等功能；主要由USBSuspend(void)、USBModuleEnable(void)、USBSoftDetach(void)和USBDriverService(void)等12個(gè)子程序組成。

　?、?usbdsc.c：主要是對該系統的描述，包括廠(chǎng)商、產(chǎn)品號等的描述。

　?、?usbgen.c：對USB設備類(lèi)的配置(在這里把它配置為通用USB類(lèi))，主要包括USB通用類(lèi)的初始化端點(diǎn)和讀寫(xiě)，由USBGenInitEP(void)、USBGenRead(byte*buffer，byte len)和USBGenWrite(byte*buffer，bytelen)三個(gè)子程序組成。

　?、?usbmmap.c：主要用于檢查USB在通信過(guò)程中，端點(diǎn)號與BDT(緩沖器描述符表)之間的匹配。

　?、?user.c：直接面向用戶(hù)的應用程序，可以幫助用戶(hù)完成自己的初始化配置、處理數據的讀／寫(xiě)、I／O口的處理，設備的請求等。本設計中下位機的大部分功能都是由這個(gè)程序來(lái)實(shí)現的，比如A／D轉換及其數據的讀取、1MHz的PWM波形產(chǎn)生等。它主要包括UserInit(void)、BlinkUSBStatus(void)、ServiceRequests(void)、ProcessIO(void)、ResetTempLog(void)和ReadPOT(void)六個(gè)子程序。

　　2.5 PC機軟件編程

　　要編寫(xiě)PC機上的軟件，可以利用Microchip公司提供的開(kāi)發(fā)工具包。該工具包是一個(gè)安裝程序，安裝后可以在安裝目錄下找到USB通用的驅動(dòng)程序、用Borland C編寫(xiě)的應用程序、一些固件代碼，以及編寫(xiě)應用程序所需的API函數等。對于一般的應用，驅動(dòng)程序可以直接使用，無(wú)需重編。在編程中主要用到以下7個(gè)API函數：MPUSBGetDLL Version()，返回DLL的版本號；MPUSB-GetDeviceCount()，返回連接沒(méi)備的數目；MPUSBOpen()，返回指定pVID_PID和pEP的USB設備端點(diǎn)的句柄，返回的是一個(gè)端點(diǎn)句柄；MPUSBRead()，從IN端點(diǎn)讀取數據并填入緩沖區；MPUSBWrite()，對一個(gè)OUT端點(diǎn)寫(xiě)入數據并使用pData緩沖區；MPUSBReadInt()，從Inter-rupt IN端點(diǎn)讀取數據并填人緩沖區；MPUSBClose()，關(guān)閉一個(gè)端點(diǎn)的句柄。因為Microchip公司提供的MPUS-BAPI.DLL源程序是用Borland C編寫(xiě)的，這一程序無(wú)法在VC環(huán)境下編譯，所以也不能產(chǎn)生隱式調用所需的.LIB文件，因此本設計在使用DLL時(shí)用的是顯式鏈接。

　　PC機的軟件部分主要用于實(shí)現上位機同下位機之間的USB通信，光柵位移傳感器位移信號的細分和顯示等功能。實(shí)現這一功能的方法有很多種，比如采用簡(jiǎn)單的VB、數據處理能力很強的Delphi，或國內外廣泛采用的Borland C和VC等。為了下一步的軟件開(kāi)發(fā)以及與廠(chǎng)家的其他軟件接口，本系統上位機的軟件部分采用VC++6.0來(lái)實(shí)現。圖3是PC機軟件部分的流程圖。

　3　結 語(yǔ)

　　選擇何種芯片來(lái)設計嵌入式系統，需要根據系統的需求、設計的難易程度和性?xún)r(jià)比等幾個(gè)方面來(lái)考慮。Micro-chip公司為PIC18F4550系列單片機提供通用的驅動(dòng)程序、API函數、DEMO板和一系列范例程序等。其中，一些固件的端點(diǎn)與PC機通信的子程序可以直接調用，而不需要重寫(xiě)，從而大大提高了開(kāi)發(fā)效率，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，這勢必會(huì )導致該系列單片機會(huì )很快占據一部分USB接口市場(chǎng)。正是由于USB的諸多優(yōu)點(diǎn)和光柵位移傳感器有著(zhù)很多其他位移傳感器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此，本設計的應用也將會(huì )越來(lái)越廣泛。