圖3 USB接口連接示意圖
２．４．２ 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)開發(fā)工具有ＤＤＫ和第三方開發(fā)工具。其中ＤＤＫ開發(fā)難度最大，第三方開發(fā)工具有ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ和Ｗｉｎｄｒｉｖｅｒ等。ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ難度適中，而Ｗｉｎｄｒｉｖｅｒ則屬于應(yīng)用層驅(qū)動(dòng)開發(fā)，難度小，但效率低，并存在發(fā)布問(wèn)題。
ＤＤＫ驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)工作包括：開發(fā)環(huán)境設(shè)置（ＶＣ編譯環(huán)境）[５]、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)[６]、安裝文件（ＩＮＦ文件）設(shè)計(jì)。
驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)采用ＷＤＭ（Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｄｒｉｖｅ Ｍｏｄｅ）。ＷＤＭ設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供了一個(gè)參考框架，大大降低了由ＤＤＫ書寫驅(qū)動(dòng)程序帶來(lái)的難度。
Ｄ１２驅(qū)動(dòng)使用的例程包括：ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ、ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ、ＤｉｓｐａｔｃｈＰｎｐ、ＤｉｓｐａｔｃｈＲｅａｄ、ＤｉｓｐａｔｃｈＷｒｉｔｅ和ＤｉｓｐａｔｃｈＤｅｖｉｃｅＣｏｎｔｒｏｌ例程， 以下是Ｄ１２的ＷＤＭ驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)：
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＣＲＥＡＴＥ] ＝ Ｄ１２＿Ｃｒｅａｔｅ;
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＣＬＯＳＥ] ＝ Ｄ１２＿Ｃｌｏｓｅ;
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＤｒｉｖｅｒＵｎｌｏａｄ ＝ Ｄ１２＿Ｕｎｌｏａｄ;
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＤＥＶＩＣＥ＿ＣＯＮＴＲＯＬ;
＝Ｄ１２＿ＰｒｏｃｅｓｓＩＯＣＴＬ;
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＷＲＩＴＥ] ＝ Ｄ１２＿Ｗｒｉｔｅ;
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＲＥＡＤ] ＝ Ｄ１２＿Ｒｅａｄ;
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＳＹＳＴＥＭ＿ＣＯＮＴＲＯＬ;
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＰＮＰ]＝Ｄ１２＿Ｄｉｓｐａｔｃｈ;
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＰＯＷＥＲ]＝Ｄ１２＿Ｐｒｏｃｅｓｓ－ＰｏｗｅｒＩｒｐ;
ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＤｒｉｖｅｒＥｘｔｅｎｓｉｏｎ－＞ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ＝Ｄ１２＿ＰｎＰＡｄｄＤｅｖｉｃｅ;
驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序和硬件之間通信都是ＩＲＰ（Ｉ／Ｏ請(qǐng)求包）完成的。ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＰＮＰ主要是實(shí)現(xiàn)ＵＳＢ即插即用，例如設(shè)備的添加、刪除和資源的分配；ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＰＯＷＥＲ實(shí)現(xiàn)電源管理，例如設(shè)備的掛起和喚醒；ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＣＲＥＡＴＥ(創(chuàng)建)、ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＣＬＯＳＥ(關(guān)閉)、ＩＲＰ＿ＭＪ＿
ＤＥＶＩＣＥ＿ＣＯＮＴＲＯＬ（設(shè)備控制）、ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＷＲＩＴＥ（讀）和ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＲＥＡＤ?穴寫?雪是主要完成數(shù)據(jù)通信的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)管道的創(chuàng)建、關(guān)閉和數(shù)據(jù)讀寫。其中設(shè)備控制具有輸入輸出緩沖區(qū)，可實(shí)現(xiàn)讀和寫功能；ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ和ＤｒｉｖｅｒＵｎｌｏａｄ實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理，在設(shè)備添加和卸載時(shí)，創(chuàng)建和刪除設(shè)備，以及管理資源分配。
驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)安裝文件（．ｉｎｆ文件）中ＰＩＤ(產(chǎn)品識(shí)別號(hào))和ＶＩＤ（廠商識(shí)別號(hào)）識(shí)別ＵＳＢ設(shè)備。
２．４．３ 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
主機(jī)應(yīng)用程序的編寫使用ＶＣ編譯環(huán)境中的ＡＰＩ函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)用程序的編程方法與串口編程類似。首先必須查找設(shè)備，打開設(shè)備的句柄；然后進(jìn)行讀寫和控制操作；最后是關(guān)閉設(shè)備句柄。為了提高效率，可使用多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)讀寫。
應(yīng)用程序通過(guò)ＧＵＩＤ(注冊(cè)表驅(qū)動(dòng)唯一識(shí)別號(hào))查找驅(qū)動(dòng)程序。
２．５ 調(diào) 試
首先是固件調(diào)試，可用仿真機(jī)完成，驅(qū)動(dòng)開發(fā)工具Ｗｉｎｄｒｉｖｅｒ也是很好的固件調(diào)試工具，例如測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求、廠商請(qǐng)求和管道讀寫。其次是驅(qū)動(dòng)調(diào)試，這是ＵＳＢ接口開發(fā)最困難的部分，調(diào)試工具可用ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ中Ｓｏｆｔｉｃｅ工具和文獻(xiàn)[６]中ＤｅｂｕｇＰｒｉｎｔ跟蹤工具，監(jiān)視工具Ｂｕｓ Ｈｏｕｎｄ可監(jiān)視ＵＳＢ的實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸情況。需要注意的是，驅(qū)動(dòng)調(diào)試必須在應(yīng)用程序正確調(diào)用的前提下。
２．６ ＵＳＢ傳輸速度
主機(jī)每過(guò)１ｍｓ發(fā)出一個(gè)ＳＯＦ（起始幀），四種ＵＳＢ傳輸類型都分布在１ｍｓ的幀內(nèi)。所以為了提高傳輸速度，可加大端點(diǎn)緩沖區(qū)的大小和使用雙緩沖（有些芯片還有四緩沖），在１ｍｓ內(nèi)盡量多傳輸數(shù)據(jù)；采用ＤＭＡ傳輸方式，ＵＳＢ設(shè)備不通過(guò)微控制器直接完成數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)然相應(yīng)硬件和軟件開發(fā)的難度增加；如果單片機(jī)數(shù)據(jù)加載速度較慢，則可考慮使用高速指令的單片機(jī)；如果速度要求在１ＭＢ／ｓ以上，則考慮采用ＵＳＢ２．０接口芯片。
本文以ＵＳＢ接口程序在１６路溫度采集系統(tǒng)中的應(yīng)用為例，介紹了ＵＳＢ的接口標(biāo)準(zhǔn)和程序設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，穩(wěn)定可靠，目前已廣泛應(yīng)用于航空電子設(shè)備的測(cè)溫系統(tǒng)。
