【正文】 組成框圖如圖 所示。 ADC0809對輸入模擬量要求信號單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 VREF（＋）， VREF（－） 為參考電壓輸入。當(dāng) OE=1時，轉(zhuǎn)換所得數(shù)據(jù)出現(xiàn)在 D7DO腳，當(dāng) OE=0時 D7DO腳對外是高阻抗。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 PDIUSBD12 所具有的低掛起功耗連同 LazyClock輸出可以滿足使用 ACPI、 OnNOW和 USB電源管理的要求?？蛇x擇 PDIUSBD12 提供的帶 電阻的軟件連接到外部 。這就允許系統(tǒng)微控制器在決定與 USB 建立連接之前完成初始化時序。處于掛起狀態(tài)時， LED 將會關(guān)閉。 DMA 傳輸：直接存儲器尋址 （ DMA） 允許在主端點(diǎn)和本地共享存儲器間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)塊的有效傳輸。在突發(fā)模式 DMA 中，DMREQ 器件中突發(fā)編程時一直保持有效。 單片機(jī)內(nèi)含振蕩器電路但晶體振蕩器和電容在片外由引腳 XTAL1和 XTAL2接入片內(nèi)。 在振蕩器工作時將 RST 腳保持至少兩個機(jī)器周期高電平 ， 12 時鐘模式為 24 個振蕩器周期 ， 6 時鐘模式為 12 振蕩器周期可實(shí)現(xiàn)復(fù)位 ， 為了保證上電復(fù)位的可靠 RST 保持高電平的時間至少為振蕩器啟動時間 ， 通常為幾個毫秒再加上兩個機(jī)器周期 ， 復(fù)位后振蕩器以 12 時鐘模式運(yùn)行 ， 當(dāng)已通過并行編程器設(shè)置為 6 時鐘模式時除外。按下按鈕則直接把 +5V加到了 RST/VPD 端從而復(fù)位這稱為手動復(fù)位。R S TG N DA T 8 9 C 5 1R 2 2 0 0 ?? 圖 手動復(fù)位電路 安徽工程大學(xué)畢業(yè)論文 21 電源電路 系統(tǒng) 電源部分電氣原理圖如圖 所示。 FI NO U TG N DL M 1 1 1 7 3 . 3+ 3 . 3 VC 61 0 181。 c r3 的時間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因?yàn)檫@時 cpu 的振蕩器已經(jīng)在工作。 wd1＝ 1， wd0=1，禁止看門狗工作。如果一直亮或者一直暗，表示 USB 接口有問題，如果 D12 掛起，則 LED關(guān)閉。 接口硬件電路設(shè)計 由 D12 接口組成的通信電路原理如圖 所示。如表 2所示， x25045 狀態(tài)寄存器共有 6 位有含義，其中 wd wd0 和看門狗電路有關(guān)，其余位和 eeprom 的工作設(shè)置有關(guān)。 x25045 硬件連接圖如圖 所示。 F2 5 VC 20 . 0 1 181。當(dāng) RST 由高變低后復(fù)位結(jié)束 ， CPU 從初始狀態(tài)開始工作。 表 復(fù)位后寄存器狀態(tài) [7] 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TMOD 00H ACC 00H TCON 00H B 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0—P3 0FFH SCON 00H IP 000000B SBUF 不定 IE 0000000 PCON 00000 單片機(jī)的復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動按鈕復(fù)位兩種形式 ， RST/VPD 端的高電平直接由上電瞬間產(chǎn)生高電平則為上電復(fù)位；若通過按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號稱為手動按鈕復(fù)位。 C1 和 C2 雖然沒有嚴(yán)格的要求但電容的大小影響振蕩器電路的穩(wěn)定性和快速性通常選在 20pF 到 30pF。 1234x 2 5 0 4 58765V C C R E S E TS C K S IC SS OW PV S S 圖 x25045引腳圖 其引腳功能如下 ： cs：片選擇輸入； so：串行輸出，數(shù)據(jù)由此引腳逐位輸出； si：串行輸入，數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫入 x25045； sck：串行時鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入，下降沿將數(shù)據(jù)輸出； wp：寫保護(hù)輸入。在該模式下，PDIUSBD12 發(fā)出請求時開始傳輸，當(dāng)字節(jié)計數(shù)器減少為零時終止。 存儲器管理單元（ MMU）和集成 RAM：在以 12MB/S 的速率傳輸并與微控制器并口相連時， MMU和集成 RAM 作為 USB 之間速度差異和緩沖區(qū)。 GoodLinkTM： GoodLinkTM 技術(shù)可提供可提供良好的 USB 連接指示。 PHILIPS 串行接口引擎 （ PSIE）： PSIE 實(shí)現(xiàn)了全部的 USB 協(xié)議層，且完全由硬件實(shí)現(xiàn)而不需要固件的參與。 D12 芯片的主要特點(diǎn)包括： （ 1）符合 版本規(guī)范； （ 2）可與任何外部微控制器 /微處理器實(shí)現(xiàn)高速并行接口 (2MB/s)； （ 3）采用 GoodLink 技術(shù)的連接指示器，在通信時使 LED 閃爍； （ 4）主端點(diǎn)的雙緩沖配置增加了數(shù)據(jù)吞吐量并輕松實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸； （ 5）在批量和等時模式下均可實(shí)現(xiàn) 1Mb/s 的數(shù)據(jù)傳輸率； （ 6）完全自治的直接內(nèi)存存取 DMA 操作。 這種實(shí)現(xiàn) USB接口的標(biāo)準(zhǔn)組件使得設(shè)計者可以在各種不同類型微控制器中選擇出最合適的微控制器。 （ 4）在 ST端給出一個至少有 100ns寬的正脈沖信號。 EOC: EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 ,當(dāng) EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng) EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。上述過程遵循 協(xié)議。 wValue 為值，它根據(jù)不同的請求，以字節(jié)來定義，例 如，設(shè)備請求為 Get Descriptor(06H)， wValue 為 01H 時，表明要發(fā)送設(shè)備描述符。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)論文 11 USB 請求 USB 規(guī)范定義了 3 種請求，分別是標(biāo)準(zhǔn)請求 （ Standard Request）、 類請求 （ Class Request） 和廠商請求 （ Vendor Request）。配置描述符由 9 個字節(jié)組成，分為 8 個字段。設(shè)備描述符包含了整個設(shè)備的信息以及設(shè)備支持的配置號碼，每一個設(shè)備只能由一個設(shè)備描述符。 ④ 設(shè)備默認(rèn)狀態(tài) 設(shè)備收到一個復(fù)位信號后，連接到主機(jī)的所有設(shè)備的地址為默認(rèn)地 址 （ 00H）， 主機(jī)會首先發(fā)送一個獲取設(shè)備描述符的請求，設(shè)備通過這個默認(rèn)地址向主機(jī)發(fā)送第一次設(shè)備描述符。 USB 總線枚安徽工程大學(xué)畢業(yè)論文 9 舉過程中， USB 設(shè)備需要經(jīng)歷后 4 種狀態(tài)。任何剩下的數(shù) 據(jù)都作為剩余在最后的事務(wù)中被發(fā)送。 （ LSb） （ MSb） PID0 PID1 PID2 PID3 PID0 PID1 PID2 PID3 USB 的傳輸結(jié)構(gòu) USB 的傳輸結(jié)構(gòu)描述的是各個類型 USB 傳輸?shù)臅r序、數(shù)據(jù)包和特征。消息通道要求數(shù)據(jù)組織成 USB 定義的格式，但它的內(nèi)容， USB 是不管的 USB 總線協(xié)議層 位定序 數(shù)據(jù)位被發(fā)送到總線的時候，首先最低有效位，跟著是下一個最低有效位，最后是最高有效位 同步字段 所有的包都是從同步字段開始的，同步字段是產(chǎn)生最大的邊緣轉(zhuǎn)換密度的編碼序列。這種方法將端點(diǎn) 0 作為輸入端點(diǎn)和輸出端點(diǎn)。軟件設(shè)計可分為 兩 部分：一是充分了解 D12 的主要功能特點(diǎn)，為滿足D12 在 USB 上的最大傳輸速率而編寫固件程序，用 C51 語言編寫：二是了解 USB 的設(shè)備驅(qū)動程序與應(yīng)用 。 5. 能夠采用總線供電。 2. 支持熱插拔和即插即用。 下面對 USB 的性能做簡單的介紹。 USB通訊技術(shù)的出現(xiàn)，使高傳輸速度、強(qiáng)糾錯能力、易擴(kuò)展性、方便的即插即用，有機(jī)的結(jié)合在一起。由于采用 16 位的 AD0809，精度高，能夠滿足測量要求。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計算機(jī)與外部世界聯(lián)系的橋梁。 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） VII 圖 應(yīng)用程序流程圖 ...................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 圖 PDIUSBD12 內(nèi)部 結(jié)構(gòu) ....................................................................................錯誤 !未定義書簽。 firmware 基于單片機(jī)和 USB 接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 IV 目 錄 引 言 ............................................................. 1 第 1 章 緒論 .......................................................... 2 課題的背景 ....................................................... 2 課題的研究意義與現(xiàn)狀 ............................................. 2 系統(tǒng)的設(shè)計方案 ................................................... 4 第 2 章 USB 協(xié)議簡介 ................................................... 5 USB 傳輸要件 ..................................................... 5 USB 總線協(xié)議層 ................................................... 5 USB 的傳輸結(jié)構(gòu) ................................................... 6 USB 總線枚舉過程 ................................................. 8 USB 的設(shè)備描述符 ................................................ 10 USB 請求 ........................................................ 11 第 3 章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ....................................... 12 硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) .................................................. 12 芯片選擇 ........................................................ 12 ADC0809 ................................................... 12 AT89C51 ................................................... 14 PDIUSBD12 ................................................. 16 ......................................................... 18 單片機(jī)最小系統(tǒng) .................................................. 19 單片機(jī)的時鐘電路 ............................................ 19 單片機(jī)的復(fù)位電路 ............................................ 19 電源 電路 ...................................................... 21 看門狗電路 .................................................... 21 接口硬件電路設(shè)計 ................................................ 22 A/D 與單片機(jī)接口電 路 ...................................... 23 PDIUSBDI2 與單片機(jī)接口電路 ................................. 23 第 4 章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計 ......................................... 24 A/D 轉(zhuǎn)換時序控制 ....