基于VC的USB2.0數據采集系統設計

　　USB設備驅動程序主要是使操作系統能夠識別USB設備，建立起主機端與設備端之間的通信，它們之間的通信是通過Windows提供的API函數實現的，這些函數可以控制顯示器、處理信息、訪問存儲器、讀寫磁盤和其他設備。

　　圖2是USB設備驅動程序的整體結構圖。

　　USB設備驅動的整體結構包括如下5個主要部分：USB應用程序接口、USB設備驅動函數、USB中斷服務程序、USB回調接口程序、USB標準事件處理程序。

　　2.2.1 USB應用程序接口

　　USB應用程序接口主要功能是對USB驅動器進行軟硬件初始化、打開端口、關閉端口、讀端口、寫端口和端口控制操作。當設備驅動器裝入系統設備表時，I/O系統就調用該應用程序接口。

　　USB應用程序接口的一個例程主要包含：

　　a)對USB端口安裝、初始化和硬件配置(USB_init())。初始化步驟為：將USB設備驅動器安裝到I/O系統設備表中，獲取USB控制器使用的中斷號，初始化USB驅動器數據結構與USB端口狀態寄存器，啟動USB標準事件處理程序。

　　b)打開USB端口(USB_open())。USB_open函數允許應用程序打開一個USB端口和選擇DMA數據傳輸方式。

　　c)關閉USB端口(USB_close())。USB_close函數允許應用程序關閉一個端口，并關閉DMA通道。

　　d)對USB端口進行讀操作(USB_read())。USB_read函數允許應用程序從輸出端口或控制端口讀取一定量的數據。

　　e)對USB端口進行寫操作(USB_write())。USB_write函數與USB_read函數功能類似，允許應用程序寫數據到輸入端口或控制端口。

　　f)對USB設備進行I/O控制操作(USB_ioctl())。

　　2.2.2 USB中斷服務程序

　　USB控制器產生單一中斷，多個端口共享。每個端口產生ACK、NACK/ERROR中斷;輸出端口產生接收零字節包或短包中斷;控制端口0接收設置包時產生中斷;USB控制器產生USB事件中斷，如幀起始(SOF)、掛起、恢復和復位。先識別發生USB中斷的類型以清除中斷產生的條件，再讀USB狀態寄存器，獲取當前配置、接口或幀起始時間戳狀態信息，最后向USB控制器消息隊列或回調函數的接收消息隊列發送中斷消息。

　　2.2.3 USB標準事件處理程序

　　USB驅動器初始化后，啟動USB標準事件處理程序負責處理枚舉過程和異步USB事件。事件處理程序使用控制端口0，直到完成枚舉過程。當USB應用程序處于非活動狀態時，除控制端口0以外端口均不可訪問。事件處理程序在端口0上執行控制操作，響應USB標準請求，并負責通知USB應用程序枚舉完成和接口活動狀態，USB事件通過回調接口傳遞到USB外設應用程序。當對USB端口枚舉操作完成，USB應用程序就可打開并使用USB端口。