kaiyun官方注册
您所在的位置: 首页> 通信与网络> 设计应用> CCD信号采集系统的USB接口设计
CCD信号采集系统的USB接口设计
现代电子技术
李 虹 常丹华
摘要:CCD信号采集系统的USB接口设计,CCD(ChargeCoupledDevices)电荷耦合器件是20世纪70年代初发展起来的新型开云棋牌官网在线客服集成光电器件。由于CCD器件具有诸多优点:灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、空间自扫描等,使得近30年来,CCD器件及其应用技术的研究取
Abstract:
Key words :

CCD" title="CCD">CCD(ChargeCoupledDevices)电荷耦合器件是20世纪70年代初发展起来的新型开云棋牌官网在线客服集成光电器件。由于CCD器件具有诸多优点:灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、空间自扫描等,使得近30年来,CCD器件及其应用技术的研究取得了惊人的进展,特别是在图像传感和非接触测量领域的发展更为迅速。目前,CCD应用技术已成为集光学、电子学、精密机械及微计算机为一体的综合性技术,在现代光子学、光电检测技术和现代测量技术中成果累累。随着CCD技术的迅猛发展,针对CCD信号" title="信号">信号的采集" title="采集">采集及采集之后的信号如何与计算机进行信息通信就成为CCD应用的一个重要问题,而能够针对CCD每一个象素进行高速采集并实时的传输给计算机处理,将会大大的提高采集到的CCD信号的精度并解决实时处理的问题,这在CCD信号采集和处理领域都将有非常广阔的前景。

通用串行总线USB" title="USB">USB(UniversalSerialBus)是1995年由康柏、微软、IBM,DEC等公司为解决传统总线不足而推广的一种新型的通信标准。USB总线接口" title="接口">接口具有较高的数据传输率、使用灵活、易扩展等优点,非常适合CCD的数据采集。他有低速、全速和高速三种工作方式,即USBl.1版本中.的低速模式和全速模式,低速模式的传输速率为1.5Mb/s,支持一些不需要很大数据吞吐量和很高实时性的设备,如鼠标、键盘等;全速模式的传输速率可以达到12Mb/s。,可以外接速率更高的外设,适合用于线阵CCD的数据采集。在USB 2.0版本中,增加了一种高速模式,其数据传输率最高可以达到480Mb/s,完全可以满足高速CCD数据采集系统" title="系统">系统的需要。

2 接口硬件组成

本系统选用高速的AD(模数)转换器,用于采集CCD信号,配以先进先出(FIFO)存储器作为数据高速缓冲器,用于存储AD转换后的数据,并采用具有微控制器的USB接口芯片,从而通过USB接口将采集到的数据输入计算机。系统原理框图如图1所示。



(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" title="设计">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。

此内容为AET网站原创,未经授权禁止转载。
Baidu
map