面向虚拟仪器的USB接口设备的访问

发布时间：2020-09-11 20:14

　　 随着USB技术的发展,越来越多的测试测量仪器仪表开始采用USB接口与外部通信。但是目前已有的USB设备所配备的访问与控制软件和设备驱动都是应用级的,用户无法做二次开发使用。而一些常用的开发平台对于USB设备还缺乏比较完善的类似于访问串行RS-232设备、并行GPIB设备及以太网网络设备的通用通信程序模块。 为了能方便地管理和控制USB设备,降低应用软件开发难度、减轻工作量、提高通用性,有必要研究开发出可供用户程序调用的USB通用通信程序模块。因此研究基于虚拟仪器的USB设备的访问在实际开发应用中很有实际意义。 在Windows操作系统的VC++开发平台下,以USB摄像头为实验对象,根据USB系统规范,采用Windows操作系统I/O设备驱动原理与动态链接库技术相结合的方法,调用Win32 API函数,开发出了具有USB通用通信程序模块接口的DLL。然后在虚拟仪器开发平台LabVIEW下采用其外部代码接口机制调用该DLL,开发出了具有设备查询、打开、关闭、读写操作功能的USB通用通信程序模块组。在此基础上采用同样的方法在LabVIEW环境下开发出了通用的USB摄像头通信程序模块组,实现了对USB摄像头的查询、打开、关闭、图像显示、视频帧和图像参数显示及设置等操作功能。 采用动态链接库技术与LabVIEW的外部代码接口机制相结合的方法,可将LabVIEW中暂时无法实现或不易实现的底层硬件访问任务通过外部代码来实现,从而达到了扩展虚拟仪器能力的目的。从理论上讲,通过此方法可以控制任何USB乃至其它接口的外部设备。本文所做的工作是对LabVIEW在USB技术应用方面的尝试,对于开发访问其它USB测量设备的虚拟仪器具有很好的参考价值。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TP336
【部分图文】：

USB总线上的设备以星形的拓扑结构实现与主机的物理连接[’2](如图2一3所示)，USB的接入点由集线器来提供。这种由集线器提供的额外的接入点称为端口。主机中有一个被嵌入的集线器叫根集线器。主机通过根集线器提供若干个连接点图2一3USB物理拓扑结。为了防止环状连接，采用了层次性的星形连接，这种配置的结果呈树状结构。多个功能模块可以套装在一起成为一个单一的物理设备。例如，一个键盘和一个鼠标可以组合在同一个包装之内。在该包装内，一个集线器上永远都接着不同的功能模块，而且由这一内部集线器实现与主机的互连。当多个功能模块和一个集线器组合在一个包装内时，我们称其为多功能(复

件与设备之间的通信。每个通信都在设备上的某个端点结束。不同设备的不同端点用于区分不同的通信流。通信流模型(eommunieationFlowModels)如图2一6所示，它描述了主机与设备如何通过USB通信，对图2一2进行了更详尽地阐述，完整的解释了图2一2中逻辑设备层和功能层间的实际的通信流。图2一6USB体系层次结构和数据流的细节图实际的通信流要经过几个接口边界，通过USB设备的编程接口，可从主机侧对USB设备进行控制，主机侧有两个通信接口:

设设备驱动程序序UUUSB摄像头设备备图4一5视频图像采集系统框图该视频图像采集系统可以实现四路USB摄像头视频图像的采集，并可按照需要设置任意摄像头的参数，在此基础上还可进行采集图象处理软件的开发。程序框图如下图所示:

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本文编号：2817124