基于AVR USB接口的溫度測量系統(tǒng)下位機設(shè)計
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0引言
本文引用地址：http://www.104case.com/article/173835.htm近年來，隨著集成電路以及芯片制造技術(shù)的不斷發(fā)展，不同的USB通信芯片不斷涌現(xiàn)，目前典型的USB通信芯片有CH375、PDIUSBD12等，這些器件的特點是功能較為強大，但價格較高，很難在中低價位的產(chǎn)品開發(fā)中使用。而AVR USB技術(shù)則是利用高性能的8位RISC架構(gòu)的AVR單片機的IO口來模擬USB的通信端口，并由軟件來實現(xiàn)USB通信協(xié)議，以將普通的AVR單片機模擬成一個USB低速設(shè)備，從而實現(xiàn)AVR單片機與計算機之間的通信和控制。盡管這種方式只能實現(xiàn)低速傳輸，但對常用數(shù)據(jù)量不是十分巨大的系統(tǒng)而言，它已經(jīng)足夠使用了，且其速度遠遠高于傳統(tǒng)的串口傳輸速度，因而在產(chǎn)品開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文便是利用AVR USB技術(shù)來實現(xiàn)對溫度的測量和顯示功能。
下位機軟件設(shè)計及其實現(xiàn)可基于WINAVR編程環(huán)境，代碼則可利用C語言實現(xiàn)。AVR單片機主要完成兩個功能：溫度測量和數(shù)據(jù)傳送。溫度測量主要是對電壓信號進行采樣，以確定溫度的離散數(shù)值。傳送數(shù)據(jù)則是將測量的數(shù)據(jù)通過AVR所模擬的USB端口傳至PC端，以便PC端進行數(shù)據(jù)的顯示和處理。其主要流程如圖1所示。
2軟件功能的實現(xiàn)
2.1溫度數(shù)據(jù)的采集
2.1溫度數(shù)據(jù)的采集
ATmega8內(nèi)含一個10位逐次逼近型ADC。該ADC可與一個8通道的模擬多路復(fù)用器連接，以對來自端口C的8路單端輸入電壓進行采樣。單端電壓輸入以0 V(GND)為基準(zhǔn)。AD轉(zhuǎn)換的時序圖如圖2所示。
對于連續(xù)AD數(shù)據(jù)采集，可采用查詢法和中斷法，該程序中采用的是中斷法，即一次AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后便產(chǎn)生中斷。設(shè)計時可利用如下函數(shù)對電壓數(shù)值進行采集：
首先定義全局變量Value，儲存所測量到的溫度數(shù)值，并將該值作為USB端口的發(fā)送數(shù)值。
首先定義全局變量Value，儲存所測量到的溫度數(shù)值，并將該值作為USB端口的發(fā)送數(shù)值。
2.2 USB數(shù)據(jù)傳輸
為了利用ATMEGA8模擬軟USB，應(yīng)在WINAVR將AVRUSB的文件配置文件夾USBDRV放置在源文件目錄下，在該目錄下，編程中所需要的文件如表1所列。
為了利用ATMEGA8模擬軟USB，應(yīng)在WINAVR將AVRUSB的文件配置文件夾USBDRV放置在源文件目錄下，在該目錄下，編程中所需要的文件如表1所列。
該設(shè)計只要對usbconfig.h的內(nèi)容進行配置，便可減小代碼量。其主要參數(shù)配置如表2所列。
一般情況下，每種USB設(shè)備都有一個PID和VID。其中VID是生產(chǎn)商的代號，PID是產(chǎn)品的代號，每個代號都是一個雙字節(jié)的整數(shù)。PID和VID不能隨意設(shè)置，它是由USB標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會進行分配的(0x16C0、0x05DC)，并在用戶配置文件中要遵循低位在前高位在后的原則。
一般情況下，每種USB設(shè)備都有一個PID和VID。其中VID是生產(chǎn)商的代號，PID是產(chǎn)品的代號，每個代號都是一個雙字節(jié)的整數(shù)。PID和VID不能隨意設(shè)置，它是由USB標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會進行分配的(0x16C0、0x05DC)，并在用戶配置文件中要遵循低位在前高位在后的原則。
2.3 USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.104case.com/news/listbylabel/label/接口">接口函數(shù)
(1)初始化函數(shù)
使用AVRUSB前，通常都要通過調(diào)用初始化函數(shù)usbInit ()來對USB端口進行初始化，調(diào)用該函數(shù)之前，考慮到該程序可能由其他程序段跳轉(zhuǎn)而來，因此，初始化之前，一般要將USB端口進行重新復(fù)位，復(fù)位只需要將D-和D+端口的電平拉低即可，利用如下語句便可實現(xiàn)上述功能：
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