圖3 流程圖

　　圖4 SPI接口讀操作時(shí)序圖

　　圖5 SPI接口寫(xiě)操作時(shí)序圖

3.4 ADNS-3080的固件下載

　　DSP固件開(kāi)發(fā)有兩種方式，一是自行開(kāi)發(fā)程序，二是使用廠商已提供的固件程序。Agilent公司提供了ADNS-3080的固件adns3080_srom_51.inc（共1986個(gè)字節(jié)），從官方網(wǎng)站即可下載。本次設(shè)計(jì)該固件是通過(guò)主機(jī)的應(yīng)用程序下載到設(shè)備端點(diǎn)，由單片機(jī)控制寫(xiě)入ADNS-3080SRAM中［7］。寫(xiě)入時(shí)先要對(duì)ADNS-3080進(jìn)行下載前的初始化工作。下載完成以后通過(guò)讀ADNS-3080的SROM_ID寄存器來(lái)檢驗(yàn)下載是否成功。

　　3.5 設(shè)備驅(qū)動(dòng)及其Inf文件設(shè)計(jì)

　　在設(shè)備開(kāi)發(fā)時(shí)可以使用控制面板下載單片機(jī)固件，但最終產(chǎn)品需要自動(dòng)完成固件下載和設(shè)備的重枚舉。自動(dòng)的固件下載和設(shè)備的重枚舉兩個(gè)功能的完成依賴于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)，一個(gè)用于枚舉設(shè)備后下載固件至單片機(jī)，叫下載驅(qū)動(dòng)（EZ-LoaderDriver）；一個(gè)用于設(shè)備重枚舉后與主機(jī)通信，叫功能驅(qū)動(dòng)。

　　EZ-LoaderDriver源碼由EZ-USB軟件開(kāi)發(fā)包提供，結(jié)合微軟提供的DDK在VisualC++6.0開(kāi)發(fā)環(huán)境下把固件和驅(qū)動(dòng)重新編譯即可。具體步驟：①使用EZ-USB軟件開(kāi)發(fā)包提供的Hex2C工具把單片機(jī)固件程序Hex文件轉(zhuǎn)化為C文件；②用固件程序C代碼中的firmware［］數(shù)據(jù)取替EZ-LoaderDriver中firmware.c文件中的數(shù)組，重新編譯即可生成所需的EZ-LoaderDriver。

　　功能驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)可以使用Cypress公司提供的GPD（通用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序），也可以自行開(kāi)發(fā)。目前自行開(kāi)發(fā)的方式有三種，使用微軟提供的DDK、使用Windriver、使用DriveWorks，其中DriveWorks開(kāi)發(fā)帶有現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)生成向?qū)В_(kāi)發(fā)較為容易，但沒(méi)有前兩種方式設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)靈活。GPD目前有EZ-USB.sys和CyUSB.sys兩個(gè)，它們提供了USB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求和數(shù)據(jù)傳輸連接，后者自帶應(yīng)用程序API函數(shù)，開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序較為容易，因此本設(shè)備選擇了CyUSB.sys。

　　設(shè)備驅(qū)動(dòng)的Inf文件是在設(shè)備第一次連接主機(jī)時(shí)為主機(jī)安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)提供相應(yīng)的信息。Inf文件的內(nèi)容主要包括驅(qū)動(dòng)提供商名稱、廠商標(biāo)識(shí)符（VID）、設(shè)備標(biāo)識(shí)符（PID）、驅(qū)動(dòng)安裝目錄、添加的注冊(cè)表信息等，設(shè)計(jì)時(shí)找一樣本修改上述內(nèi)容即可。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　4.1 硬件電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

　　在硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)為了便于測(cè)試，采用了模塊化的思想，分為供電模塊、CY7C68013模塊、ADNS-3080模塊三塊，且每一塊都引出了相應(yīng)測(cè)試管腳。

　　板級(jí)設(shè)計(jì)中有兩個(gè)高頻電路塊要注意的地方，說(shuō)明如下：（1）保持D+和D-等間距布線，布線長(zhǎng)度要小于75mm，且兩線長(zhǎng)度相差要在1.25mm以內(nèi)，最好用地線包裹，避免通過(guò)過(guò)孔；（2）USB連接線使用屏蔽線，長(zhǎng)度要小于5m;（3）晶振到CY7C68013的走線要盡可能短且遠(yuǎn)離D+和D-，使用陶瓷電容作為晶振電路電容。

　　4.2 性能探討與展望

　　該設(shè)備具備軟配置特性，即在E2PROM中燒寫(xiě)不同的VID、PID，可加載不同的一套固件、驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序，而且可以無(wú)限次的加載，設(shè)備功能的修改、升級(jí)特別容易；再加之該設(shè)備可以對(duì)在速度≤1m/s，加速度≤160m/s2范圍內(nèi)振動(dòng)的物體實(shí)現(xiàn)所有運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)2mm精度的實(shí)時(shí)采集分析。其開(kāi)發(fā)難度小、使用范圍廣、升級(jí)便捷、設(shè)備接口人性化、數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)精確等優(yōu)點(diǎn)使得該設(shè)備具有了非常大的應(yīng)用前景。