基于USB的大幅面扫描仪通信接口设计与实现

摘要

USB接口大幅面彩色扫描仪在军用、测绘、印刷等领域发挥着越来越重要的作用,而其通信接口的性能直接影响数据的传输速度,在扫描仪研制中占有重要地位。
　　 本文首先论述了USB接口大幅面彩色扫描仪的整体架构,针对大幅面扫描仪数据传输量大的特点,采用CYPRESS公司的USB2.0接口芯片CY7C68013实现了其高速数据通信接口。给出了基于TWAIN标准的USB通信接口的总体设计方案,以及USB接口芯片的固件、USB设备驱动程序和数据源的详细设计及实现方法。在数据源软件的图像数据传输过程中采用了行缓冲机制并配合多线程技术,提高了系统效率。
　　 最后对系统的调试和维护方法进行了阐述。经过与底层软件系统和硬件系统联合调试,本文设计实现的通信接口的各项性能指标完全符合项目的要求,运行稳定。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 国内外扫描仪发展现状

1.2 论文选题背景

1.3 课题的意义

1.4 任务与要求

1.5 论文结构安排

第二章 基于TWAIN的通信接口设计

2.1 扫描仪工作原理

2.2 扫描仪软件系统结构

2.3 通信接口设计方案

2.4 TWAIN准

2.4.1 TWAIN标准组成

2.4.2 TwAIN的优点

2.4.3 TWAIN标准的层次

2.4.4 TWAIN元素之间的通信

2.4.5 TWAIN标准的状态

2.5 通信接口的任务

2.6 本章小结

第三章 固件设计

3.1 USB2.0接口芯片CY7C68013

3.1.1 USB接口芯片选择

3.1.2 CY7C68013基本特征

3.1.3 CY7C68013的增强型8051处理器

3.1.4 CY7C68013的端点

3.1.5 CY7C68013的中断机制

3.2 固件(firmware)编程

3.2.1 USB设备请求

3.2.2 固件程序结构框架

3.3 固件加载

3.4 本章小结

第四章 USB驱动程序设计

4.1 WDM简介

4.1.1 设备驱动程序的组成部分

4.1.2 I/O请求处理

4.1.3 即插即用设备栈

4.1.4 IRP

4.2 USB通信

4.2.1 设备端点

4.2.2 设备通道

4.3 USB驱动程序(USBD)实现

4.3.1 概述

4.3.2 固件下载

4.3.3 设备控制与数据读写的实现

4.3.4 与数据源软件的接口

4.4 本章小结

第五章 数据源的实现

5.1 应用程序的实现

5.1.1 应用程序的事件循环

5.1.2 调用操作与能力协商

5.1.3 数据传输

5.2 数据源的实现

5.2.1 数据源的结构

5.2.2 数据源的事件循环

5.2.3 调用操作和能力协商

5.2.4 数据传输

5.3 多线程协同工作

5.4 本章小结

第六章 系统调试与维护

6.1 固件与驱动的调试

6.2 数据源与图像处理程序的调试

6.3 系统联调

6.4 系统维护

结束语

致谢

参考文献

在读期间的研究成果