关于STM32平台下USBTMC协议的研究和实现.pdf

简介：
本论文深入探讨了在STM32平台上基于USB TMC（USB Test and Measurement Class）协议的研究与应用开发。通过详细分析协议规范及其工作原理，提出了一套完整的实现方案，并提供了实际的测试结果，为相关领域的研究者和开发者提供有价值的参考和借鉴。 USB（通用串行总线）是一种广泛应用的通信接口技术，具有高传输速率、即插即用及易于扩展等特点。随着版本不断更新，目前流行的有2.0版与最新的3.1版，其最高传输速度可达10Gbps。在测试测量设备中使用USB接口的需求日益增加，因此USB-IF（通用串行总线实施者论坛）定义了USBTMC（通用串行总线测试和测量类规范），以简化此类设备的开发流程。 USBTMC协议基于USB 2.0标准，并为测试与测量设备提供统一的标准。这使得符合该协议的设备可以通过VISA直接控制，且通信时无需修改现有的VISA驱动程序或应用程序。此协议的第一个版本于2001年发布，而当前广泛使用的则是2003年的USBTMC 1.0版。 STM32是意法半导体推出的一款基于Cortex-M3内核的微控制器系列，内置全速USB 2.0外设接口和AD转换器。这一特性使其非常适合用于开发具有USB通信功能的测试测量设备，并且因为其性能与集成度而成为此类应用的理想选择。 USBTMC协议规定了USB设备固件程序必须支持特定类型的端点：控制端、批量输出（Bulk OUT）端口以及批量输入（Bulk IN）端口。其中，控制端用于主机向设备发送标准请求；批量输出端则负责传输命令信息至设备；而批量输入端的作用是接收来自设备的响应消息。此外，中断输入（Interrupt IN）端口则是可选配置。 VISA是一种虚拟仪器软件架构，在各种总线系统中提供通信和控制功能。它为用户提供了统一且便捷的方式来操作不同的测试测量工具，相比传统编程方法而言更加高效易用。 文章所提及的研究工作主要集中在解析USBTMC协议，并在基于ARM Cortex-M3内核的STM32微控制器上实现了符合该标准的USB设备。通过使用VISA和LabVIEW软件进行测试后发现，这些USB设备具备快速的数据传输能力、高可靠性以及简便易行的研发流程。 综上所述，USBTMC协议为开发含有USB接口的测试测量设备提供了一个标准化且简化的方案；而STM32微控制器则在基于该协议的应用中展现出了巨大潜力。结合使用VISA和LabVIEW可以有效提升此类设备的整体性能，并大幅简化其设计与调试过程。这不仅有助于推动相关技术的进步，还能够显著改善用户体验。