嵌人式操作系統(tǒng)中USB雙向通信的設計與實現(xiàn)

　　(3)嵌入式操作系統(tǒng)端應用程序讀寫USB過程

　　讀函數(shù)：void ReadUSB(unsigned char * ReadBuffer, DWORD size)函數(shù)：

　　功能：嵌入式系統(tǒng)應用程序通過USB接口讀取上位機(PC)的數(shù)據(jù)。

　　參數(shù)說明：unsigned char*ReadBuffer存放數(shù)據(jù)的指針，DWORD size為要讀出的數(shù)據(jù)的尺寸(單位：B)。

　　實現(xiàn)過程：首先判斷循環(huán)隊列是否為空，不為空則判斷自身信號量是否可用，若可用，則從隊列中讀取一字節(jié)，每讀一字節(jié)后向USB任務中的BulkOutGet函數(shù)(直接讀取OUT的FIFO函數(shù))發(fā)出一個信號量，通知BulkOutGet函數(shù)隊列此時可以向OUT循環(huán)隊列中寫入數(shù)據(jù)，接著重新判斷，依次逐字節(jié)從OUT循環(huán)隊列中讀取數(shù)據(jù)，直到讀完要求數(shù)據(jù)大小為止。當循環(huán)隊列為空時，首先發(fā)一個信號量，通知BulkOutGet函數(shù)應向本隊列中寫入數(shù)據(jù)了，然后復位自身信號量，接著調用等待信號量的函數(shù)，直到信號量到時才接著讀取。若超時，則向嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)出超時通知，同時通過向控制包中寫入超時狀態(tài)(0x01)來向上位機(PC)發(fā)出超時信號。

　　寫函數(shù)：void WriteUSB(unsigned char*Write Buffer,DWORD size)函數(shù)：

　　功能：嵌入式系統(tǒng)應用程序通過USB接口向上位機(PC)發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　參數(shù)說明：unsigned char * WriteBuffer 存放數(shù)據(jù)的指針，DWORD size為要寫入的數(shù)據(jù)的尺寸(單位：B)。

　　實現(xiàn)過程：首先判斷循環(huán)隊列是否滿，不為滿則判斷自身信號量是否可用，若可用，則向隊列中寫入一字節(jié)，每寫入一字節(jié)后向USB任務中的BulkInDataSet(直接寫IN的FIFO函數(shù))函數(shù)發(fā)出一個信號量通知此函數(shù)此時可以從IN循環(huán)隊列中讀取數(shù)據(jù);然后接著重新判斷依次逐字節(jié)向IN循環(huán)隊列寫入數(shù)據(jù)，直到寫完要求數(shù)據(jù)大小的數(shù)據(jù)為止。當循環(huán)隊列滿時，先發(fā)一個信號量通知BulkInDataSet函數(shù)應從隊列中取走數(shù)據(jù)，再復位自身信號量，接著調用等待信號量的函數(shù)，直到信號量到時才接著寫入,若超時，則向嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)出超時通知，同時通過向控制包中寫入超時狀態(tài)(0x02)來向上位機(PC)發(fā)出超時信號。

　　(4) USB塊傳輸函數(shù)

　　USB塊傳輸函數(shù)是直接和USB硬件打交道的函數(shù)，他們直接讀取IN和OUT傳輸通道的FIFO。voi d BulkInDataSet(void)：其功能是IN傳輸過程，即從IN循環(huán)隊列中讀取數(shù)據(jù)并向IN FIFO中寫入數(shù)據(jù)，再對嵌入式操作系統(tǒng)信號量做相應處理。

　　void BulkOutDataGet(void)其功能是OUT傳輸過程，即從OUT FIFO中讀出數(shù)據(jù)并向OUT循環(huán)隊列中寫入數(shù)據(jù)，再對嵌入式操作系統(tǒng)信號量做相應處理。

　　(5) 嵌入式操作系統(tǒng)USB 任務調用函數(shù)

　　void SystemInit(void)：MCU初始化(微處理器各控制寄存器和狀態(tài)初始化過程)

　　void USBInit(void)：USB初始化(包括對循環(huán)隊列分配內存等)

　　void USBThread(void)：USB運行體(USB工作過程對USB中斷進行處理主要包括USB塊傳輸函 數(shù)、USB中斷狀態(tài)分析處理等)。

　　void FreeUSB(void)：關閉USB和釋放由malloc函數(shù)分配的循環(huán)隊列所占內存

　　3.2上位機(PC)部分

　　USB函數(shù)層(USBD及HCD)由Windows98提供，負責管理USB設備驅動程序與USB控制器之間的通信、加載及卸載USB驅動程序等。具體方法是通過DriverWorks軟件生成上位機(PC)機端USB驅動程序模板[3]，根據(jù)下位機的情況處理相應的讀寫部分，最后通過封裝基本API函數(shù)ReadFile,WriteFile來實現(xiàn)用戶態(tài)應用程序與PC機USB驅動程序的隔離，使PC的應用層對USB的使用如同對串口的使用一樣方便，給用戶態(tài)應 用程序提供有了3個接口函數(shù)：

　　unsigned char Read(void *pReadBuffer,DWORD Size)：從下位機中讀取數(shù)據(jù)

　　參數(shù)說明：void *pBuffer：存放讀取數(shù)據(jù)的緩沖，DWORD Size：需讀取數(shù)據(jù)的大小(字節(jié)數(shù))

　　返回值：

　　0x10：驅動出錯(指Windows USB 驅動程序出錯)

　　0x20：內存空間不足?

　　0x30：請求的數(shù)據(jù)大小為0 B

　　0x02：下位機發(fā)送軟超時

　　0x08：讀取成功

　　unsigned char Write(void *pWriteBuffer,DWORD Size)：發(fā)送數(shù)據(jù)到下位機

　　參數(shù)說明：void *pBuffer; 存放寫入數(shù)據(jù)的緩沖，DWORD Size; 需寫入數(shù)據(jù)的大小(字節(jié)數(shù))。