CCD信号采集系统的USB接口设计

　　3．2 驱动程序设计

　　USB客户驱动程序是支持即插即用功能的标准WDM(Windows Driver Model)驱动程序，这是分层的驱动程序模型，即设备驱动被分成了若干层，典型地分成：高层驱动程序、中间层驱动程序、底层驱动程序。每层驱动再把I／O请求划分成更简单的请求，以传给更下层的驱动执行。最底层的驱动程序在收到I／O请求后，通过硬件抽象层，与硬件发生作用，从而完成I／O请求工作。在这样的架构下，上面的驱动层就不需要对每个操作系统都要开发一遍了。USB客户驱动程序接收I／O管理器发来的IRP(I／ORequestPacket)，构造URB(USBRequest Block)传递给主控制驱动程序接口USBDI。在USBDI的基础上进行编程将大大简化，用户不用关心IRP的类型，而只需要在相应的分发例程中通过构造URB(USBRequestBlock)并将其通过USBDI发送下去就可以实现对USB设备的控制了。

　　开发USB设备驱动程序的工具目前广泛应用的主要有2类：

　　(1)Windows DDK(Device Driver Kits)，DDK基于汇编语言的编程方式和内核模式的调用，对没有深厚的操作系统原理和编程水平的人员来说，任务相当艰巨。

　　(2)NuMega公司的Driverstudio工具开发包，其中的DriverWorks实际上实现了对DDK类的封装，可以提供给用户驱动程序的开发框架，只需用户在相应的代码段中加入自己系统的控制代码即可，不必了解内核机制，大大加速了USB外设的开发速度。本系统就是使用DriverWorks来开发USB设备驱动程序的。生成的应用接口函数在VC"中调用，大大降低了主机软件的难度。

　　3．3 用户应用程序设计

　　应用程序实现的功能有：启动／关闭USB设备，设置USB数据传输管道／端口，采集数据，显示数据等。这里，采用VisualC++6．0作为程序的开发环境，并且充分运用了多线程的编程思想。从而实现同时进行数据采集与实时显示。

　　为了实现与驱动程序的通信，应用程序首先创建一个事件和一个线程，再将事件句柄传递给WDM，用这一线程来等待WDM发送的事件消息，接收到事件消息后，就读取驱动程序的数据，显示数据。

　　在Windows中，Win32应用程序调用的APl函数有5个；CreateFile()，ReadFile()，WriteFi|e()，DeviceloControl()和CloseHandle()。

　　应用程序为打开一个WDM设备驱动程序，使用CreateFile()函数。他的第一个参数是一个符号链接名。如果用DriverWorks创建一个WDM驱动程序，通常会用类KUnitizedName生成一个设备符号链接名。这名字的后面有一个数字，一般是一个o。例如，若符号链接名为"USBDevice"，则传递给CreateFile()的是"＼＼＼＼．＼＼USBDevice0"。

　　一旦应用程序获得设备的有效句柄，他就能够调用Win32函数，这将产生对应于此设备对象的相应IRP，发送给驱动程序，完成相应功能。这种关系如表1所示。

　　4 结 语

　　本采集系统利用USB技术实现与计算机通信，有众多的优点：

　　①安装方便，支持即插即用。

　　②供电方便，可直接由主机通过USB接口提供5V的电压。

　　⑧性价比高，远优于并行口和串行口的CCD图像采集系统。