基于USB的pH值控制器數據通訊的實(shí)現

1.引言： 　　

在糖提煉過(guò)程中，糖廠(chǎng)澄清工段的 PH值控制對糖的純度和生產(chǎn)成本起著(zhù)決定性的作用?；?ATMEL公司的 AT91M55800的嵌入式控制器就是自動(dòng)檢測控制澄清工段的 pH值，克服了以往手工操作 pH值波動(dòng)較大的缺點(diǎn)。

本文介紹的是 pH值控制器和上位機在現場(chǎng)的 pH值數據傳輸的實(shí)現，采用 USB通訊方式，主要因為 USB具有以下優(yōu)點(diǎn)： 　　

用戶(hù)使用方便。設備自動(dòng)識別，自動(dòng)安裝驅動(dòng)程序和配置。

應用范圍廣。傳輸速率快，總線(xiàn)支持同步和異步傳輸方式。

靈活。支持不同速率的設備。

穩定。協(xié)議中包含錯誤檢測，支持熱插拔。

易于與 PC接口。支持即插即用。

成本低廉。

選用的 USB芯片是 PHILIPS公司成熟且價(jià)格低廉的 PDIUSBD12。整套方案要解決的工作主要有三個(gè)部分，一是 AT91M55800上 USB固件程序的設計；二是上位機 USB驅動(dòng)程序的編寫(xiě)；三是上位機數據傳輸應用軟件的實(shí)現。圖 2為 PDIUSBD12的硬件連接原理圖。

2.USB固件程序編寫(xiě)固件程序的一個(gè)最主要的目的就是讓 Windows可以檢測和識別設備，此外，它還完成數據的傳輸和根據不同的需求而進(jìn)行一些控制和處理的任務(wù)。固件程序主要包括三部分：a)初始化 AT91M55800和所有的外圍電路（包括 PDIUSBD12）；b)主循環(huán)部分；c)中斷服務(wù)程序。 PDIUSBD12的固件由中斷驅動(dòng)，當 CPU處理前臺任務(wù)時(shí)，USB的傳輸可在后臺進(jìn)行。這確保了最佳的傳輸速率和更好的軟件結構，同時(shí)簡(jiǎn)化了編程和調試。后臺 ISR（中斷服務(wù)程序）和前臺的主程序循環(huán)之間的數據交換可以通過(guò)事件標志和數據緩沖區來(lái)實(shí)現。在多路地址 /數據總線(xiàn)方式中，單片機與 PDIUSBD12的通信就像單片機外擴了一片 RAM器件一樣?？梢园凑障旅娴某绦蛳?PDIUSBD12發(fā)送數據或命令： 　　void outportb(unsigned int Addr,unsigned char Data) 　　{ 　　((unsigned char xdata )Addr)=Data; 　　} 　　其中，Addr是 PDIUSBD12的地址，Data是輸出的數據和命令。當 Addr為奇數時(shí)表示輸出的是命令，Addr為偶數時(shí)表示輸出的是數據。中斷服務(wù)程序處理由 PDIUSBD12產(chǎn)生的中斷，將數據從 PDIUSBD12內部讀取到 CPU的存儲器，并建立正確的事件標志，以通知主循環(huán)程序進(jìn)行處理。程序首先讀取 PDIUSBD12的中斷寄存器來(lái)決定中斷源，然后轉入相應的子程序進(jìn)行處理?？刂贫它c(diǎn)的輸入/輸出能夠完成設備的枚舉操作。端點(diǎn) 1和端點(diǎn) 2定義為普通端點(diǎn)，可以實(shí)現中斷傳輸或批量傳輸等。

3.上位機 USB驅動(dòng) 　　

采用 DriverStudio來(lái)開(kāi)發(fā) USB的 WDM驅動(dòng)。WDM(Windows Driver Model)是微軟公司全新的驅動(dòng)程序模式，支持即插即用、電源管理和 WMI技術(shù)。

DriverStudio中的 DriverWorks提供了 USB驅動(dòng)程序設計向導，只要按照向導完成相應的操作和設置就可以設計出一個(gè)簡(jiǎn)單的 USB驅動(dòng)程序。

在進(jìn)行 USB數據采集系統驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)之前首先要明確 USB設備的配置和驅動(dòng)程序實(shí)現的功能，在我們的數據采集系統中，共用到三個(gè) USB端口，分別為： 　　控制端口 0 　　IN端口 1 　　OUT端口 2 設計的驅動(dòng)程序主要功能是：簡(jiǎn)單的實(shí)現對兩個(gè)端口的讀寫(xiě)操作。知道這些后就可以著(zhù)手進(jìn)行 USB驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)工作了。

DriverStudio是嵌入在 VC6.0中的，所以開(kāi)發(fā) WDM驅動(dòng)和用 VC開(kāi)發(fā)一個(gè)可視化工程的情況類(lèi)似。DriverWizard會(huì )一步步的根據我們的設定給出一個(gè) WDM驅動(dòng)的大體框架，我們要做的就是在其中加入我們所要實(shí)現的 USB端口 1和端口 2的讀寫(xiě)功能代碼。

在向導過(guò)程中有一步很重要，這一步提示用戶(hù)選擇總線(xiàn)類(lèi)型，該驅動(dòng)程序為 USB總線(xiàn)功能驅動(dòng)程序，所以選擇 USB總線(xiàn)。USB設備的 Vendor ID和 Product ID應該對應芯片，否則驅動(dòng)程序不會(huì )被正確識別。這里 PDIUSBD12對應的 Vendor ID為 0471，Product ID為 0888。

向導完成，添加完端口讀寫(xiě)功能代碼后，接下來(lái)的工作是編譯驅動(dòng)程序工程文件，生成需要的 USB功能驅動(dòng)程序。

4.上位機應用軟件 　　

要實(shí)現的是通過(guò)自己編寫(xiě)的應用程序和 pH值控制器進(jìn)行數據的批量傳輸。當點(diǎn)擊[數據發(fā)送]按鈕時(shí)，將數據發(fā)送框中的命令數據發(fā)送到 pH值控制器。而點(diǎn)擊 [數據接收]按鈕，將從 pH值控制器接收到的 pH值數據在數據接收框中顯示出來(lái)。按[退出]按鈕則退出應用程序。如圖 3

USB數據采集系統的軟件設計的步驟如下： 　　在應用軟件設計中，多線(xiàn)程技術(shù)的應用會(huì )大大地提高應用程序的效率，輔助線(xiàn)程完成后臺數據采集的工作。應用程序的界面操作不受后臺數據處理的影響。

其中讀線(xiàn)程函數為： 　　

UNIT ReadTread(void pParam) 　　{ 　　Cstting strTemp; 　　unsigned char iobuf[65]; 　　unsigned long nBytes=0; 　　CUSB_softDlg pDlg=(CUSB_softDlg)pParam; 　　//使[接收]按鈕變灰 　　pDlg->GetDlgItem(IDC_RECEIVE_BUTTON)->EnableWindow(FALSE); 　　for(int i=0;i65;i++) 　　{ 　　iobuf[i]=0; 　　} 　　//進(jìn)行讀操作，如果讀不到數據則無(wú)限期等待 　　if(!ReadFile(pDlg->m_hRead,iobuf,64,nBytes,NULL)) 　　{ 　　AfxMessageBox(“讀取數據失??！”,MB_ICONWARNING|MB_OK); 　　} 　　iobuf[nBytes]=’国产精品自在自线亚洲|国产精品无圣光一区二区|国产日产欧洲无码视频|久久久一本精品99久久K精品66|欧美人与动牲交片免费播放