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基于PIC18F4550 的环境监测数据采集系统设计 刘建鑫，郭炜，胡刚 （中科天融（北京）科技有限公司，北京，100085） 摘要：本文介绍了基于PIC18F4550 单片机和USB-HID 类的数据采集系统，并列举了该系统在环保分析仪 器中的应用实例。详细介绍了相关的电路设计、单片机固件程序和上位机程序的开发流程。该方案具有实 用性强，成本低廉，开发周期短等特点。 关键字：PIC18F4550 ；USB ；数据采集；HID 中图分类号：X851 Design of A USB Data Acquisition System for Environment Monitoring Based on PIC18F4550 MCU LIU Jian-Xin，guowei，hugang (Talroad Technology LTD. ,Beijing, 100085, China) Abstract: This article introduces a USB data acquisition system based on PIC18F4550 MCU and USB-HID Class, and describes an application of it. Related Circuits, MCU firmware and PC program are also introduced in detail. This system is characterized with practicability, inexpensiveness and rapidity of developing period. Keywords: PIC18F4550; USB; data acquisition; HID 引言 USB （Universal Serial BUS，通用串行总线）接口现今已经成为各种计算机上的通用配 置，具有高速性、易获得性和兼容性等突出特点。与其他数据传输方式相比，USB 总线硬件 集成自动数据校验和自动重发功能，具有较高可靠性。从传输速度上看，USB 总线适用于对 采集速度要求适中的场合，可满足大部分测量采集应用的需要。所以，使用USB 技术的数据 采集系统非常适合应用在各种环保监测设备中。 但是 USB 技术有一定复杂性，USB 标准文档内容多且抽象，涉及的知识广泛，导致很多 工程技术人员入门困难，往往将大量开发时间浪费在USB 通信方面，而非重要的应用上。针 对此问题，本文介绍一种基于 PIC18F4550 单片机和 Windows USB HID 类设备驱动程序进行 USB 接口采集系统的开发方法，具有上手容易、开发周期短、成本低廉和性能优良等特点， 适合各种环保在线监测领域的数据采集应用。 1 PIC18F4550 单片机介绍 芯片PIC18F4550 来自MCU 厂商Microchip，属于带有USB 接口的特殊功能中高档单片机， 编译环境及仿真器与其他PIC 系列的单片机相同，程序开发过程也类似，所以对于有单片机 [1] 开发经验的工程师来说很容易上手。该芯片主要有如下特点 ： 1、内置稳压器的片上 USB 收发器，兼容 USB V2.0 标准，支持低速（1.5 Mb/s）和全速 （12 Mb/s）； 2、最多13 路通道10 位精度模数转换器模块（A/D）； 3、具有8 x 8 单周期硬件乘法器； 作者简介：刘建鑫，男，1980 年出生，汉族，黑龙江省牡丹江市人，硕士，中科天融（北京）科技有限公司研发部工程师。 从事环境监测气体分析仪器研发及电路设计工作。 4、具有增强型 CCP 模块：在PWM 模式下，该模块提供10 位分辨率的 1、2 或4 路调制 输出来控制半桥和全桥驱动器，适用于直流电机的控制； 5、具有常用电路接口。可通过此芯片轻松实现USB 转并行接口、GPIO、 I2C、SPI、PWM 等功能；可以通过I2C 或SPI 接口外接ADC 芯片来进行扩更高精度或更高速率的ADC 展。 6、具有增强型通用同步/ 异步收发器（Universal Synchronou