USB接口的虛擬儀器設(shè)計與實現(xiàn)

USB技術(shù)的先進性使得設(shè)計者在PC外設(shè)開發(fā)中首選USB接口,而在現(xiàn)有虛擬儀器開發(fā)平臺如LabWindows/CVI中并沒有提供直接支持USB接口的函數(shù)庫,基于這種情況,筆者利用FTDI公司的FT232AM完成RS232和USB之間的接口轉(zhuǎn)換,然后再對USB接口實現(xiàn)間接的數(shù)據(jù)讀寫。

2 硬件設(shè)計

2.1 FT232AM簡介

FT232AM是FTDI公司提供的USB-RS232轉(zhuǎn)換器,它可以在RS232和USB接口之間非常容易地建立可靠連接。通過USB接口的即插即用和熱插拔性能給RS232的外圍設(shè)備提供非常容易使用的環(huán)境,并提供高達115 kb/s的傳輸速率(如果電平轉(zhuǎn)換器選用MAX3245CAI,則傳輸速率可達1 Mb/s以上)。同時還提供USB-RS422/RS485口,這樣就把RS422/RS485與USB兩種通訊協(xié)議取長補短,使得設(shè)備既具有即插即用和熱插拔性能又具有遠距離傳輸和抗干擾性特性。

2.2 硬件設(shè)計

FT232AM的設(shè)計電路如圖1所示,它向外提供標(biāo)準(zhǔn)的DB-9引腳信號線,當(dāng)PC外設(shè)為RS232電平時,采用MAX3245CAI進行RS232/TTL電平轉(zhuǎn)換。設(shè)計中還擴展了一片93C46。用于儲存開發(fā)的PC外設(shè)的VID、PID、設(shè)備序列號等。

2.3 驅(qū)動程序

在Window 98/2000/XP系統(tǒng)下,用戶級的應(yīng)用程序必須通過驅(qū)動程序訪問USB硬件設(shè)備,雖然目前有許多公司提供編寫驅(qū)動程序的開發(fā)工具,但是相對來講還是比較困難。使用FT232AM時,由于FTDI公司提供了一個虛擬串行口(VCP:virtualCOM port)的驅(qū)動程序,因而在安裝了VCP設(shè)備驅(qū)動程序后,系統(tǒng)就將USB外設(shè)虛擬成一個串口設(shè)備(通常為COM3),這樣應(yīng)用程序訪問USB口就像訪問一個標(biāo)準(zhǔn)的串行口一樣,而在LabWindows/CVI中提供了串口編程的函數(shù)庫,這樣就可以很方便地進行用戶程序開發(fā)。

3 LabWindows/CVI

LabWindows/CVI是NI公司面向計算機測控領(lǐng)域的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺,它提供了豐富的虛擬儀表控件,同時又具有很好的硬件接口功能,幾乎為所有的數(shù)據(jù)卡、采集儀器之類的采集設(shè)備都提供了專門的驅(qū)動程序。其中RS232函數(shù)庫提供了各種方式的串口通訊控制函數(shù),根據(jù)實際串口通訊可分為打開,關(guān)閉串口函數(shù)、I/O讀寫函數(shù)、調(diào)制解調(diào)器控制函數(shù)、串口設(shè)置函數(shù)、寄存器狀態(tài)函數(shù)和回調(diào)函數(shù)6類。其中部分較常用的函數(shù)如下:

(1) 打開/關(guān)閉函數(shù)

(2) I/O讀寫函數(shù)

I/O讀寫函數(shù)提供了多種讀寫方式,這里只介紹部分函數(shù)。

 

作者:馮高輝,馬瑞平,尹志勇 軍械工程學(xué)院   來源:國外電子元器件
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