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：
SI_Open（）函数；SI_Close（）函数；SI_Read函数；SI_Write（）函数；SI_GetNumDevices（）函数；SI_CheckRXQueue（）函数。
用户应用程序
本系统中，应用程序采用NI公司的LabVIEW软件进行编写，运用图形化的C语言进行软件开发，实现数据的显示、满足不同需要的分析功能以及对数据采集硬件的参数设定（见图6）。
图6 回放数据波形显示界面
结语
基于C8051F320 USB接口的采集存储电路把计算机技术与传统信号采集技术紧密结合起来，充分发挥PC机和单片机各自的优点，实现传感器信号的采集、存储、显示和处理。而借助USB接口的通信功能，减小了数据传输系统的复杂性。
