O 导言
硬度丈量是工业出产，特别是资料加工工业中广泛运用的传统测验技能。便携式硬度计是一种较先进的硬度测验仪器，具有体积小、重量轻、易带着、操作便利等特色，特别对一些大型、不行拆开部件或精加工后要求复测硬度的零件的硬度丈量特别有用。但因为一般便携式硬度计在硬件和功用等方面存在限制，所以不能满意出产进程中的杂乱要求。
根据USB总线的数据通讯具有设备便利、牢靠性高、数据不易丢掉、抗干扰才能强、便于数据传输和处理等长处，跟着USB运用日益广泛，现已逐步成为现代数据传输的首要趋势。
本文规划的便携式硬度计数据通讯体系完结计划，将USB通讯技能运用到硬度丈量进程中，选用Philips公司的PDIUSBD12作为USB芯片，选用 Atmel公司的ATmega128作为MCU，运用牢靠的USB数据传输，将便携式硬度计与PC机衔接，由上位机完结所需功用的处理，满意了测验现场的要求。
1 体系分析与规划
1.1 硬度计的作业原理及实践作业要求
硬度是表征金属在外表部分体积内反抗形变或决裂的才能。硬度标明资料的弹性变形和塑性变形，硬度计选用冲击方法进行检测后，经过传感器将所得到的冲击量转换成电信号交由电子设备进行处理，受检资料硬度值是经过硬度计装备的冲击设备得到的。现在世界通用的硬度计量规范有洛氏、里氏、维氏、布氏等，而便携式硬度计以里氏硬度计居多。
里氏硬度值的界说如下：
式中：HL为里氏硬度值;vA为冲击体距试样外表1 mm时的冲击速度;vB为冲击体距试样外表1 mm时的反弹速度。
在运用便携式硬度计进行丈量作业时，常常会对硬度丈量提出一些要求，如表1所示。
因为便携式硬度计数据存量相对有限、完结功用相对简略，在面临实践作业中遇到的表1所示的相对杂乱需求时，存在必定限制性，很难进步测后数据处理作业功率。因而，本文提出USB数据通讯计划来处理这些问题。
1.2 便携式硬度计USB数据通讯体系硬件组成
USB(Universal Serial Bus)是一种快速、双向、同步传输、即插即用的通用串行数据传输总线，以其便利安稳、易于接入PC机、兼容性强、易于晋级、本钱低价，得到了广泛运用。因而，为完结便携式硬度计与PC机的通讯，选用了USB通讯方法。
便携式硬度计USB数据通讯体系结构如图1所示。
本计划选用微处理器ATmega128作为数据通讯体系的操控器。
ATmega128为Atmel公司推出的8位AVR微处理器，具有很高的信价比，作业时最高速度能够到达16MIPS，128 KB的FLASH、4 KB的E2PROM，满意满意计划中数据暂存的需求，别的，ATmega128具有53个可编程输入/输出口，可扩展64 KB的外部存储器，便于完结多点硬度值数据收集的硬件扩展。
在该体系中，MCU ATmega128承当着数据收集和USB数据通讯的两层使命，首要完结收集多路数字量输入、合作PC机操控USB通讯电路完结硬件检测、枚举衔接及数据的双向传输;操控存储电路完结数据的存取等操控功用。
本计划选用的USB芯片PDIUSBD12是Philips公司老练且价格低价的产品。片内集成了高性能USB接口器材、FIFO存储器、收发器以及电压调整器等，支撑USB 2.O的全速形式。
为确保USB数据传输的功率，本计划选用离线丈量，定量传送的完结方法。按工艺流程将一组产品硬度丈量值暂时存入MCU的存储器中，再将MCU存储器中的暂时数据打包经过USB发给PC机并存入主机数据库，主机运用程序需求时对数据进行处理。
2 软件体系完结
本计划要处理以下三个方面的作业：一是在MCU上规划USB固件程序;二是编写上位机的USB驱动程序;三是完结上位机数据处理运用程序。
2.1 USB固件程序
固件规划首要完结设备枚举、主机与设备的数据交换、设备端的数据处理和操控等作业，固件程序规划成前后台形式，把设备端数据处理和操控作为MCU的前台使命，枚举及枚举成功之后的USB数据交换放在后台进行。完结设备与主机以最大的传输速率通讯。
规划时将USB端口1和端口2界说为一般输入/输出类型，对应于PDIUSBD12的形式0。操控端口0完结呼应USB规范恳求的功用，输入端口用于把数据收集电路收集并打包的硬度值数据送给USB主机，输出端口接纳USB主机发送的包。
PDIUSBD12从USB收到一个数据包，就对MCU发生一个中止恳求，MCU当即呼应中止，中止服务子程序用来处理由PDIUSBD12引发的中止，它将数据从PDIUSBD12的FIFO中取回到MCU存储器中。各端点中止处理程序如下：
在各端点的中止处理程序中，MCU首要是经过对PDIUSBD12端点缓冲区写入或读取数据包来完结处理进程的，其流程如图2和图3所示。
