ＵＳＢ数据采集系统设计.docVIP

ＵＳＢ数据采集系统设计 　　摘要：在工业控制领域，微处理器的应用非常普遍；USB总线因其具备高速传输，即插即用等诸多优点，在各个领域得到广泛应用；二者的结合使用，非常适合现场数据采集等方面的应用。文中介绍一种USB数据采集系统，应用单片机作为微处理器。此方法开发快捷，编程简单，具有一定的实用性和先进性。 　　关键词：USB100；数据采集；ADμC812；At90s8515 　　中图分类号：TP334文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)30-0656-01 　　 　　Design of USB Data Collecting System 　　WANG Jiang-zhou 　　(School of Continuing Education, Xian Institute of Post and Telecommunications, Xian 710061, China) 　　Abstract: In the field of industrial control, the application of the microprocessor is very general. In recent years, the universal serial bus (USB) is used widely in each field because of a good many merits, such as high speed transmitting and play-and-plug. Combination of them is suitable for on-the-spot data collecting. This paper introduces a kind of USB data colleting system that uses the single-chip computer as the microprocessor. It is swift to be developed and easy to be programmed, having certain practicability and advance. 　　Key words: USB100；data collecting；ADμC812；At90s8515 　　 　　1 引言 　　 　　现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高，在一些实时信号测量和图像处理等领域要进行高速精确数据采集，通用串行总线（USB数据总线）已经在各种计算机中得到普及，并成为计算机的标准外设，它具有安装方便、通用、高速传输、支持热插拔即插即用可开发成本低等优点。在工业控制领域经常需要采集数据并将数据传输到计算机中进行处理，工业控制中应用广泛的是微处理器。USB总线和微处理器结合，非常适合现场数据采集等，在工业控制中有广阔的应用前景。文中介绍一种USB采集系统，是二者有效结合使用的例子。 　　 　　2 数据采集系统开发概述 　　 　　USB控制器主要有两种：一种是带USB接口的单片机（MCU）；另一种是专用的USB接口芯片。本系统选择专用的USB接口芯片，这就必须有一个位处理器进行协议处理和数据交换。专用USB接口芯片的优点是价格便宜。接口方便和可靠性高，它尤其适合于产品的改型设计，硬件上仅需对并行总线和中断进行改动，软件则需要增加微处理器的USB中断处理和数据交换程序以及PC机的USB接口通信程序，无需对原有产品系统结构作很大的改动。 　　一般USB接口芯片都支持多种并行总线结构，可方便地与多种单片机接口。硬件设计中要注意USB接口芯片的时钟速度较高。如果芯片内部没有PLL倍频，则单片机晶体振荡频率应该注意与之匹配，USB设备的软件设计主要包括两部分：1）、USB设备端的单片机软件，完成USB协议处理与数据交换以及其他应用功能软件，完成USB协议处理与数据交换以及其他应用功能程序；2）、PC机端的程序由USB通信程序和用户服务程序两部分组成。用户服务程序通过USB通信程序与系统USBDI（USB device interface）通信，由系统完成USB协议处理与数据传输。PC端程序的开发难度较大，而文中介绍的系统不需要用户熟悉USB协议以及Windows体系结构等就可以很快开发。下面从硬件和软件两方面介绍一个便携式USB数据采集系统的开发。 　　 　　3 硬件设计 　　 　　对于USB接口芯片，选择了USB100，它是目前开发较方便的USB接口产品，不必为其编写驱动程序。USB100模块的数据通信速度最高为8Mb/s，它是完全集成化的USB通信接口模块，完全满足USB1.1标准。内部多达384字节的发送