单片机与USB接口实现电力补偿装置控制系统
Flash数据存储程序
C8051F320芯片与Flash存储器的通信采用SPI接口方式，数据传输率为12MHz(位/秒)。本设计中，C8051F320工作在SPI主机模式，SPI总线的数据传输都将由C8051F320发起。首先对SPI相关SFR SPI0CFG寄存器和SPI0CN寄存器进行配置，使其工作在3线主模式12MHz。通信时首先用GPIO引脚来选择相应的Flash从器件，随后通过读取SPIDAT来进行读写操作。在使用Flash芯片进行读写操作时，首先要确定Flash存储器的状态。可通过写入D7H命令，读取状态寄存器判断设备是否Ready或处于Bus
y状态。确定状态后，可根据数据手册中的命令格式进行相关的读写以及擦除操作。
USB通信程序
固件编程是USB设备开发过程里的主要工作。固件的主要任务是初始化单片机和外设，发送USB请求，响应主机的标准设备请求。根据设备的功能分类完成各种数据交换请求。初始化编程主要完成USB控制器的初始化、端点初始化，交叉开关和I/O口初始化、系统时钟设置，控制器使能。初始化后，USB设备可随时插入主机中，主机将遵循USB协议对设备进行识别和初始化。主机识别到设备之后对设备进行配置，调用相应的驱动程序，配上上位机软件进行相关通信操作。
Silicon lab公司提供了USBXpress的开发套件。通过使用USBXpress库，大大简化了USB固件程序和PC端驱动程序的开发。 USBXpress通过一系列函数实现单片机端的应用程序接口(API)。这些函数封装了USB协议的细节，使得程序开发人员不需要了解USB的过多细节即可使用USB进行数据通信(见图3)。
图3单片机与PC机的USB通信
本系统中主要用到了初始化、读、写、中断这四个函数：
初始化USB_Init(0,0xEA61,NULL,NULL,Serial,250,0x80,0x100)函数;块写函数Block_Write();块读函数Block_Read();USB中断使能函数。
USB的所有处理程序都是通过USB的中断服务程序完成的。进入USB中断后，程序调用Get_Interrupt_Source()函数获得USB中断的进入原因。然后根据不同的入口情况，来进行相应的处理。比如收到数据之后，读取相应的缓冲区内容到内存中;收到初始化命令时，复位单片机内的各个状态参数。USB通信流程图示于图4。
图4 USB通信流程图
PC机端软件程序
计算机端软件程序包括两部分：USB驱动程序和用户应用程序。
USB驱动程序
USB驱动程序是一个软件组件，封装了应用程序存取硬件设备的功能函数。有些设备具有相同的属性，把它们归为一组标准类别，可以定义设备类规范作为该类设备的主机驱动框架。设备类驱动程序使用相似的函数，处理不同设备间的通信，这样使设备类驱动程序的开发可以脱离设备制造商。
USB驱动程序模型一般分为五层(见图5)。
图5 USB驱动程序模型
用户端若要从设备读取数据，将调用一个应用程序接口API，如OpenFile，SiUSBXp.dll实现这个API。总线驱动程序控制对总线上所有设备的访问。
本系统中，开发USB设备驱动程序的工具使用了USBXpress Development Kit。主要函数如下：
S
I_Open()函数;SI_Close()函数;SI_Read函数;SI_Write()函数;SI_GetNumDevices()函数;SI_CheckRXQueue()函数。
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