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嵌入式心电血压监测仪的USB接口设计【腾讯体育】

发布时间:2020-08-03 14:08:02来源:腾讯体育首页编辑:腾讯体育首页阅读: 当前位置:首页 > 未解之谜 > 手机阅读

腾讯体育-监测仪的USB模块电路设计  系统主控制芯片使用32位高性能嵌入式ARM微处理器S3C44B0X,USB专用掌控芯片搭配USBN9603。USBN9603内置7个FIFO端口,还包括1个双向的掌控端口,3个发送到端口和3个接管端口,各有64字节。  USB控制器与S3C44B0X的模块电路如图1右图。

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将USB控制器设计为Bank2,将要nGCS2存储体自由选择线作为USBN9603的片选线,则该芯片的片中选地址为0x4000000。本文使用分段数据模块,两个芯片的较低8位数据线D0~D7相连接,并行传输通信数据。

将MODE0和MODE1插槽都短路,配备USBN9603为非适配方式,由于此工作模式必须地址线A0作为读取USBN9603片内寄存器DATA_IN、DATA_OUT和ADDR寄存器的自由选择线,须要相连32位地址总线中的A18到USB控制器的A0。对USBN9603展开读写操作时,分成两个总线周期:首先,将地址线A0改置低,即设置总线地址为0x4040000,将待采访寄存器的地址从数据线D[0:7]载入,这样,就在第一个总线周期将地址送往芯片;然后,在第二个周期,将A0改置较低,即设置总线地址为0x4000000,读取D[0:7]才可构建对寄存器的读写操作。

整个USB通信过程主要是处置还包括接管、发送数据等各种中断事件,将USBN9603的INT插槽相连到S3C44B0X的外部中断EINT0插槽,设置USB中断为向量中断请求模式。由于并未用于DMA方式,需将DACK改置低,DMA催促线DRQ悬空。USB电缆有4条导线,D+和D-是USB差分信号线,另外两个分别是5V电源线和地线。

USBN9603反对短距离和加速的USB通信,在D+信号线上相连1.5K上拉电阻,使其工作在加速模式。  监测仪的USB模块固件构建  USB通信过程的操作者就是指主机开始的,按照誓约的时序再行收到一个令牌包在,包括操作者类型、方向、外设地址及端点号等信息,然后在令牌中登录数据发送者收到一个数据包或者认为没数据传输。而USB外设要以一个证实包在做出号召,回应传输顺利。

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  本文使用主从式USB通信结构,上位机通过发送到各种事前誓约好的协议命令,来构建对心电、血压数据的收集及对系统设备的初始化设置,主要还包括以下几种数据:心电数据以段为单位,每段还包括32KB心电数据及6B的收集时间信息,每次传输若干段,数据量大,对传输可靠性拒绝也低;血压数据还包括舒张压和收缩压及其收集时间,共10B,由于血压监测较为频密,每次不会传输一段时间内的血压监测数据,数据量也较为大;iTunesUltra的固件等文件信息。这3种数据的数据流量都较为大,而且可靠性拒绝都较高,3种数据皆搭配块传输地下通道类型,另外,每个USB传输都无以有控制传输地下通道。

因此,必须用于3个地下通道,即掌控地下通道、BulkIN地下通道和BulkOUT地下通道。  USB固件数据结构  本文牵涉到USB设备配备枚举阶段上位机在控制传输中拒绝设备传输的4类描述符,按照层次依序为:设备描述符、配备描述符、模块描述符和端点描述符,其中,较高阶描述符不会通报主机任何其它低阶的描述符信息。  设备描述符是在设备相连时主机第一个加载的描述符,每个设备不能有一个设备描述符,包括整个设备的信息以及设备反对的配备号码,共18个字段。

每个USB设备有一个或多个配备描述符,包括设备的电源管理以及设备配备所反对的模块号码,当设备接到提供配备描述符的拒绝后,传输该配备描述符及其所有模块、端点和其它附属描述符给主机,本文设置一个配备,其描述符共8个字段。模块包括一组端点,本文设置一个模块,其描述符有9个字段,为上位机获取了设备用于端点的数目及其类型等信息。每个模块描述符有零个或多个端点描述符,包括主机与端点通信所需的信息,端点0作为掌控端点来通信,端点1和端点2分别为块传输模式,其描述符包括了端点号、传输方向、端点传输类型、数据包仅次于传输字节等信息。

  USB固件通信流程  USB固件框架流程在转入通信模块后,固件首先调用初始化例程,配备USB模块设备,并使其转入操作者状态,然后落成中断,USB通信的主要功能是在中断服务中构建的,主程序只是在循环等候否有解散的按键,当检测到中断信号时,就不会转入中断服务子程序,根据寄存器MAEV的值,辨别中断类型,并转入适当的处理过程。  设备的USB通信主要构建心电和血压数据的Bulk传输功能。

在USB总线发送数据的通信协议基础上,监测仪还有特定的应用层通信协议。固件接管到用户通信命令后,解析掌控命令并继续执行适当的例程。

如传输心电和血压数据命令0x10,固件接管0x10命令码后,从命令参数中提供待传输数据长度、心电或血压的自由选择传输标志及其记录号等信息,根据记录号调用GetRecordData(),从Flash存储区中查询数据并现金BulkState的发送缓冲区,如果传输心电数据则还须要通过GetTIme()取得该段心电数据的收集时间。所有待发送数据准备就绪后开始传输,由于Bulk传输的仅次于缓冲区为64B,腾讯体育首先发送到64B数据,然后在TX_EV例程中辨别上位机否接管顺利,若顺利则传输下一批块输出事务,否则必须再考虑,循环反复上述过程直到数据发送到完。

  USB固件各模块例程  初始化  USB模块的初始化例程,还包括USBN9603芯片的初始化操作者和用户变量的初始化,之后开始设备枚举操作者。在初始化阶段,固件必须严苛按照顺序对USBN9603的寄存器展开操作者。

  USB设备枚举过程  将系统的USB连接线终端一个USB相连端口(集线器或主机根集线器),设备正处于开机状态;在USB的D+和D-数据线和所终端的集线器端口或主机的六根集线器之间有两个15K的上拉电阻。此时,上拉电阻不会使数据信号线上的电平下降,通报集线器有新的设备终端;然后,集线器用于中断地下通道,报告给主机所再次发生的事件,显然有新的设备终端时,主机向相连设备的集线器发送到Set_Port_Feature拒绝,使集线器向端口发送到USB硬件废黜命令并持续10ms,然后辨识设备的速度。此时,设备早已已完成了初始化操作者,在主机证明设备早已离开了重置状态时,开始在端点0的配置文件地下通道上展开USB控制传输,转入枚举阶段。

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