USB总线在虚拟仪器中的应用研究

论文题目: USB总线在虚拟仪器中的应用研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术与自动化装置

作者: 于祯

导师: 王秀清

关键词: 虚拟仪器,动态链接库

文献来源: 天津科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 虚拟仪器体现了自动测试系统的发展方向。USB(Universal Serial Bus)总线技术的出现,为虚拟仪器提供了新的发展空间。基于USB总线的虚拟仪器符合USB新型总线规范,体现了未来仪器仪表的发展方向,鉴于国内尚未有成熟的基于USB总线的虚拟仪器,因此,探究USB总线在虚拟仪器中的应用是本文的初衷。 本设计在深入分析USB总线协议及WDM(Windows Driver Model)的基础上,借助DriverStudio开发了驱动程序,借助VC环境对该驱动程序进行编译并封装成动态链接库;在此基础上,对系统所涉及的硬件电路进行了设计,并利用TMS320VC5402开发了USB固件程序;之后,利用LabWindows/CVI开发了应用程序,给出了程序流程图;最后,在系统调试与总结中给出了调试的方法与结论。 本设计的主要优点如下: 1.基于WDM的USB驱动程序,支持即插即用,电源管理,符合未来驱动程序开发的主流。 2.基于C语言的固件程序设计,提高了代码的可移植性,基于积木式的USB固件结构方便了设备的升级和维护。 3.USB总线与传统RS-232总线相结合,两者优势互补,使具有传统232总线的设备很容易嫁接到USB总线上,同时也加快了USB总线技术的普及和推广。 4.硬件设计采用DSP构建USB设备是本设计的一个创新点。DSP运行的速度快,专用指令功能强,可以保证USB数据通信的实时性。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 总线式虚拟仪器的分类

1.2 USB总线技术发展过程及现状

1.3 USB总线的虚拟仪器研究的必要性

1.4 主要任务

2 USB总线技术

2.1 USB电气特征与信号电平

2.2 USB系统的主从机制

2.3 USB的系统组成

2.4 USB配置、接口和端点

2.5 USB通信模型

2.6 USB端点与管道

2.7 USB协议层

2.8 USB数据传送类型

2.9 USB描述符

2.10 USB标准设备请求

3 WDM驱动程序模型

3.1 WDM驱动程序模型概述

3.2 基于WDM的五层软件体系结构

3.3 IRP数据结构

3.4 IRP堆栈单元数据结构

3.5 WDM模型的层次结构

3.6 IRP在一个设备对象堆栈中的流程

3.7 WDM中的IRQL

3.8 电源管理

3.9 即插即用

3.10 USB设备的枚举过程

3.11 WDM驱动程序和应用程序之间的接口

4 驱动程序的开发

4.1 引言

4.2 驱动程序开发工具

4.3 使用DriverWorks开发USB设备驱动程序

4.4 驱动程序的封装

5 USB设备及其固件编程

5.1 PDIUSBDl2的性能特点

5.2 PDIUSBD l2的结构框图

5.3 PDIUSBDl2与TMS320VC5402的硬件接口

5.4 PDIUSBDl2指令集

5.5 USB固件结构

5.6 事件标志和数据缓冲区

5.7 中断服务例程(ISR)

5.8 普通端点例程

5.9 控制输出／输入流程

5.10 主循环(main)

6 AD、DA和UART外设

6.1 ADS7864

6.2 DAC7724

6.3 UART

7 LabWindows／CVI应用程序设计

7.1 应用程序的开发

7.2 应用程序流程图

8 系统调试

8.1 调试工具

8.2 调试方法

结论

致谢

参考文献

附录1：部分DSP程序

附录2：攻读硕士期间发表论文

发布时间: 2007-01-10

参考文献

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