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    第1章


    论文分类号 密 硕 士 学 位 论 文 级
    TP242 内 部
    单 位 代 码 10183 研究生学号 2200421

    硕 士



    位 论


    吉 林 大 学 作 者
    基于 USB 总线的车载数据采集系统的研究
    Research on the Car's docsou.comllective System docsou.comB
    段 鲁 男
    作者姓名: 专 业: 导师姓名 及 职 称:
    段鲁男 机械电子工程 朱喜林 教授
    论文起止年月: 2001 年 12 月至 2003 年 2 月
    II
    吉林大学硕士学位论文


    车载数据采集系统可用于记录汽车上各种传感器所提供的数据以便工作人员对 整车或零部件进行状态监测,性能比较,技术分析等等. 传统计算机的外围接口因 IRQ, 等 I/O 资源的不足使计算机扩展性受到很大限 DMA 制. 本文讨论了基于 USB 控制器的车载数据采集系统的实现, 并以 docsou.comB 芯片为研究 对象,对 USB 系统的驱动程序及在主机方应用程序的搭建进行了开发.针对普通车载 数据采集系统存在的传输速度慢等问题通过引入 USB 总线技术来解决.本文建立了一 个基于 USB 总线协议的数据采集系统. 它是 USB 总线在数据采集系统中的具体应用, 具有热插拔,传输速度快等优点,大大提高了通信的带宽. 在数据存储部分采用可块擦除的大容量闪存,不但存储速度快,而且存储数据的 保存时间可达 10 年以上. 通过对 USB 总线在 Windows 系统下的驱动程序进行了研究, 对采用 WDM 模式的驱动模型有了更深刻的了解.通过编写 Inf 文件和 Ezload 的下载 程序,对 docsou.comB 芯片独特的工作方式有了更深刻的认识.通过主机方应用程序的编 写,实现了采用高级语言对 USB 外设进行操作.通过将 USB 总线应用于本系统,为 以后将此协议应用于其它数据采集系统提供了实践经验和技术基础.
    关键字: USB 总线
    设备驱动程序 固件 数据采集 闪速存储器
    III
    第1章



    第一章 1.1 1.2 1.3 1.4 第2章 2.1 2.2

    绪 论 1 本文研究的目的与意义 1 USB 的历史及发展 2 国内外 USB 应用现状 3 本文研究的主要内容 4 USB 协议 5 USB 总线的物理接口 5 USB 总线的体系结构 6 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 USB 的互连 6 USB 主机 6 USB 数据流模型 7 USB 驱动(USBD) 8
    2.2.4.1 USBD 初始化 9 2.2.4.2 USBD 通道使用 9 2.2.4.3 USBD 命令工具功能 10 2.2.4.4 USBD 通道设施 11 2.2.5 USB 设备 12 2.2.5.1 通用 USB 设备操作 12 2.2.5.2 USB 设备请求 13 2.2.5.3 标准设备请求 14 第3章 3.1 3.2 3.3 系统组成 18 系统总体构成 18 总体设计方案 docsou.comB 控制芯片的选择 20 3.3.2 docsou.comB 特性 21 3.3.3 docsou.comB 存储器 22 3.3.4 AN2131Q 的封装和引脚描述 24 3.3.5 docsou.comB 的枚举和再枚举 26 3.3.6 docsou.comB 端点 26
    IV
    3.3.1 docsou.comB 芯片的结构及特点 20
    吉林大学硕士学位论文
    3.3.7 docsou.comB 中断 27 3.3.8 docsou.comB 的输入/输出 28 3.3.9 I2C 自举启动 28 3.3.10 docsou.comB 块传输 31 第4章 4.1 4.2 第5章 5.1 5.2 系统的硬件设计 33 主要存储器 33 硬件电路设计 36 系统的软件设计 39 固件设计 39 设备驱动程序设计 40 5.2.1 设备驱动 40 5.2.2 IRP(I/O 请求分组)处理 42 5.2.3 分发例程 43 5.2.4 USBDI 的 IOCTL 44 5.2.5 docsou.comB 通用驱动程序 46 5.2.6 INF 文件编写 46 5.2.7 注册表 46 5.3 Windows 应用程序设计 48 5.3.1 打开采集系统 49 5.3.2 关闭采集系统 50 5.3.3 AD 采样操作函数 50 第6章 6.1 6.2 第7章 7.1 7.2 7.3 采集系统在实际应用中的实验研究 52 数据采集实验 52 实验分析 54 结论 56 本文结论 56 本文研究工作的不足 56 今后研究方向的建议 56

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