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usb轉rs232萬能驅動不知道有什麼用,沒關係,下麵采用實例讓大家解下usb轉rs232驅動的原理,教您怎麼玩轉usb轉rs232驅動!
一、引言
USB作為一種新的PC機互連協議,使外設到計算機的連接更加高效、便利.這種接口適合於多種設備,不僅具有快速、即插即用、支持熱插拔的特點,還能同時連接多達127個設備,解決了如資源衝突、中斷請求(IRQs)和直接數據通道(DMAs)等問題.因此,越來越多的開發者欲在自己的產品中使用這種標準接口。而RS-232是單個設備接入計算機時,常采用的一種接入方式,其硬件實現簡單,因此在傳統的設備中有很多采用了這種通信方式。
二、USB係統概述
USB規範描述了總線特性、協議定義、編程接口以及其它設計和構建係統時所要求的特性。USB是一種主從總線,工作時USB主機處於主模式,設備處於從模式。USB係統所需要的唯一的係統資源是,USB係統軟件所使用的內存空間、USB主控製器所使用的內存地址空間(I/O地址空間)和中斷請求(IRQ)線。USB設備可以是功能性的如顯示器、鼠標或者集線器之類.它們可以作低速或者高速設備實現。低速設備最大速率限製在1.5 Mb/s,每一個設備有一些專有寄存器,也就是端點(endpoint) 在進行數據交換時,可以通過設備驅動間接訪問它。每一個端點支持幾種特殊的傳輸類型,並且有一個唯一的地址和傳輸方向。不同的是端點0 僅用作控製傳輸,並且其傳輸可以是雙向的。係統上電後,USB主機負責檢測設備的連接與拆除、初始化設備的列舉過程,並根據設備描述表安裝設備驅動後自動重新配置係統,收集每個設備的狀態信息。設備描述表標識了設備的屬性、特征並描述了設備的通信要求.USB主機根據這些信息配置設備、查找驅動,並且與設備通信。
典型的USB數據傳輸是由設備驅動開始的,當它需要與設備通信時,設備驅動提供內存緩衝區,用來存放設備收到或者即將發送的數據。USB驅動提供USB設備驅動和USB主控製器之間的接口,並將傳輸請求轉化為USBshiwu,zhuanhuashixuyaoyudaikuanyaoqiujixieyijiegoubaochiyizhi。mouxiechuanshushiyoudakuaishujugouchengde,zheshixuyaoxianjiangtahuafenweijigeshiwuzaijinxingchuanshu。juyouxiangsigongnengdeshebeikeyizuchengyilei,zheyangbianyufenxianggongyoudetexingheshiyonggongtongdeshebeiqudongchengxu。meigeleikeyidingyiqizijidemiaoshufu,ru:HID類描述符和Report描述符.HID類是由人控製計算機係統的設備組成的,它定義了一個描述HID設備的結構,並且表明了設備的通信要求。HID設備描述符必須支持端點輸入中斷,固件也必須包括一個報告描述符,表明接收和發送數據的格式。在IC卡門禁考勤係統引入RS-232到USB的接口轉換模塊後,從係統所具有的特性來看,應該屬於HID設備。因此兩種特殊的HID類請求必須被支持:SetReport和GetReport .這些請求使設備能接收和發送一般的設備信息給主機。在沒有中斷輸出終端時,SetReport是主機發送數據給HID設備的唯一方式。
三、USB轉232驅動對係統的要求
為了實現IC卡門禁考勤係統中RS-232-USB的接口轉換,需要1台支持USB的(de)主(zhu)機(ji),同(tong)時(shi)還(hai)要(yao)提(ti)供(gong)主(zhu)機(ji)上(shang)用(yong)於(yu)與(yu)外(wai)設(she)通(tong)信(xin)的(de)驅(qu)動(dong),一(yi)般(ban)由(you)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)。此(ci)外(wai),還(hai)需(xu)開(kai)發(fa)在(zai)主(zhu)機(ji)上(shang)執(zhi)行(xing)的(de)客(ke)戶(hu)端(duan)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)。在(zai)設(she)備(bei)端(duan)需(xu)要(yao)提(ti)供(gong)具(ju)有(you)USB接口的主控製器芯片,以及編寫主控製器上執行的USB通信代碼和用於執行外設功能的相關代碼。
1、主機要求
主機必須能夠通過設備驅動接收USB數據,並且使這些數據對處理這些請求的應用程序有效。在主機中必須有一個驅動負責處理USB傳輸、辨識設備、向USB設備收發數據;同時,還需要有一個設備驅動-虛擬化串行口,仿效真實的串口.這個驅動必須能夠像真實的串口接收和發送USB數據。從應用的觀點,設備驅動必須能收發數據,可以通過使用一個虛擬化的串口或通過轉化為USB 數據實現。微軟提供了一個叫作USB POS的設備驅動,它允許應用程序訪問USB設備時,好像它們連接到標準串口上一樣。
2、設備要求
在定義即將使用的微控製器時,必須說明一些通信要求,如:通信速率、頻率、傳輸的數據量等。考慮到IC卡門禁考勤係統有效的通信速率,可以把轉換器作為一個低速的設備使用,低速設備通信速度可以在10~100 Kb/s的範圍變化。考慮到傳輸的數據量和傳輸的頻率,此係統中使用中斷的傳輸類型,中斷傳輸可以在2個方向進行,但不能同時進行,這種類型的傳輸要求在規定的時間裏完成相當大數據量的傳輸任務。 對於轉換模塊,它可以用於PC機的數據收發,操作係統提供了HID驅動,允許使用中斷傳輸模式。對於低速設備的一個事務,中斷傳輸最大的包容量是8字節,如果需要發送大量的數據。則必須把它分割為很多事務。
轉換模塊要定義的另一個特性是所需端點數。如上所述,端點是微控製器在USB通信過程中所用來發送和接收數據的緩衝區。此係統中,該轉換器定義了2個端點:一個端點(端點0)用來控製傳輸,另一個端點是中斷輸入端點,定義為發數據給PC機。根據以上要求,通過研究比較現有的微控製器,考慮到如內存空間、價格和開發包等因素,我們選用Cypress家族的一種8位RISC微控製器CY7C*XX/5XX。它使用哈佛總線結構,是對較高I/O要求的低速應用設備的低價解決方案。
四、USB轉232驅動軟件設計和執行
係統軟件由6部分組成:定義描述符、設備檢測和列舉、端點中斷服務程序、USB數據交換模塊、串行口數據交換模塊、USB/Serial模塊接口。下麵簡要描述其中部分模塊程序的功能和實現思想。
1、描述符定義
描(miao)述(shu)符(fu)是(shi)數(shu)據(ju)結(jie)果(guo)或(huo)信(xin)息(xi)的(de)格(ge)式(shi)化(hua)塊(kuai),它(ta)可(ke)以(yi)使(shi)主(zhu)機(ji)知(zhi)道(dao)這(zhe)個(ge)設(she)備(bei)。每(mei)個(ge)描(miao)述(shu)符(fu)包(bao)含(han)了(le)這(zhe)個(ge)設(she)備(bei)整(zheng)體(ti)的(de)信(xin)息(xi)或(huo)者(zhe)某(mou)個(ge)元(yuan)素(su)的(de)信(xin)息(xi)。所(suo)有(you)的(de)USB外設必須響應對標準的USB描述符的請求。 該係統中使用了1個接口和2個終端(控製和中斷輸入)。由於受Win98的限製還不能使用中斷輸出終端,因此為了解決這個問題,我們通過在端點0中使用SetReport傳輸PC機欲送往IC卡門禁考勤設備的數據。 數據接收是在Output Reports中完成的。根據送往IC卡門禁考勤設備最大的數據量,係統定義為16K個8位域.發送數據給主機是在輸入報告中完成的,它是8K個8位域。
2、設備檢測和列舉
當1個USB人機接口類(HID)設備第一次連接到總線,它將被總線供電但仍然非功能性等待1個總線複位。D-端的上拉電阻通知Hub連接上了新的設備,主機也同時知道了新連接的USB設備,並將它複位。緊跟輸入包之後,主機發送1個配置包,從缺省地址0處讀取設備描述符.讀到描述符後,主機將分配一個新的地址給設備,並繼續查詢關於設備描述、配置描述、renjibaogaomiaoshudexinxi,shebeijiangkaishiduixinfenpeidedizhizuochufanying。genjucongshebeichufanhuidexinxi。zhujizhidaolebeishebeizhichideshujuzhongduandeshuliang,wanchengliejuguocheng.列舉結束後,Windows將把新的設備加入到控製麵板的設備管理器中顯示。
為此,在微控製器中必須寫入訪問描述符的代碼,這樣便於對主機在列舉設備時發送的請求作出有效的辨識和響應.在設備方麵需要創建一個INF文件,使Windows能夠辨識設備,並且為設備找到其驅動。由於操作係統提供了簡單的INF文件,因此,開發中隻需要編寫寫入到微控製器中的程序。
3、數據發送和接收過程
發送數據到門禁考勤係統是通過控製端點0中使用SetReport來完成的。主機先向門禁考勤係統請求發送數據,設備響應請求後,主機便開始執行。當有數據到達設備的終端0時,將對設備產生一個中斷。此時相應的中斷服務程序便將數據複製到數據緩衝區。一旦進入端點0的中斷服務程序,所有的中斷必須關閉,確保能夠正確地複製數據。
微處理器的數據緩衝區編程為可以接收64gezijie,zhegezhishicunfangzaishezhibaodebaotouqingqiuxinxizhong。congzhujichujieshoudaodezuidabaodaxiao,shigenjutajiangfasonggeimenjinkaoqinxitongdezuidashujulianglaijuedingde。xitonghaishiyonglePut_command線程,通過1個 I/O端口引腳,向門禁考勤係統串口發送數據。在執行此線程時,根據串口通信協議插入了起始位、停止位以及相應的延時。
從門禁考勤係統接收數據的過程是利用端點1完成的。端點1配置為1個中斷輸入端點,當有1個起始位到達引腳時,GPIO中斷必須打開,並關閉所有其它類型中斷。設計中通過使用1個Get_Serial線程來收集I/O引腳發出的串行數據,並把它存入數據緩衝區.同時該線程負責檢驗接收到的起始位和停止位的正確性。當收到8個字節時,將接收緩衝區中的數據複製到終端1的緩衝區,並且允許微處理器響應中斷輸入請求。考慮到一般串行口的有效波特率的範圍在300~19 200 bps,我們按處於最大波特率19~200 bps的情況來考慮。傳輸1個字符需要時間接近0.75ms;而1個輸入中斷大約每10 ms送1個8字節的數據包,因此設計1個128字節的快速數據緩衝區便可以保證不會丟失數據。USB轉RS232接口轉換模塊用於改進我們的IC卡門禁考勤係統,使用效果良好。
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