【正文】 D7GND18V35V c c20CS19WR2U3C H 372C3C21234P1U S B+ C147u fY112M H Z C420p fC520p f+ 5VP P P P P P P P RDWRI N T 1Y7 圖 25 CH372 與單片機(jī)連接電路 在沒(méi)有外部擴(kuò)展總線的單片機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)也可以用普通的 I/O 引腳模擬出 8 位并口時(shí)序操作 CH372芯片。 DAC 寄存器采用雙緩存，允許設(shè)備中寫(xiě)入一整套新值 LDAC 實(shí)現(xiàn)了對(duì) DAC 輸出值的同時(shí)更新。內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘以這種方式驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換電路以便控制，硬件和軟件不需要涉及此項(xiàng)任務(wù)。器件有兩個(gè)控制輸入：芯片選擇和 I/O CLOCK，這是為了提高訪問(wèn)速度和靈活性。在內(nèi)置固件模式下，本地端單片機(jī)只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換，端點(diǎn) 0 的所有事務(wù)由 CH372 自動(dòng)處理默認(rèn)，單片機(jī)程序非常簡(jiǎn)潔 [6]。軟件系統(tǒng)包括固件程序、驅(qū)動(dòng)程序以及用戶程序的設(shè)計(jì)來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集及顯示工作。目前， USB 接口的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用在廣度和深度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)的串行端口、并行端口以及各種總線插卡，其應(yīng)用主要局限于制定一些標(biāo)準(zhǔn)的 PC 外圍設(shè)備，如U 盤(pán)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)。作為主機(jī)的同時(shí)也可以作為一個(gè)設(shè)備，其實(shí)質(zhì)是在設(shè)備加一個(gè)嵌入式計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行主機(jī)任務(wù)。隨著各級(jí)的發(fā)展和滲透，外設(shè)和 PC 連接與擴(kuò)展已變得越來(lái)越重要。通用串行總線 USB 很好地解決了這些問(wèn)題。 USB software was designed by the USB device firmware, device drivers, and the host application consists of three parts The system has the advantage of USB bus to install, easy to use, fullfeatured, etc.. Key words： USB bus； Data collection； MCU 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 1 緒論 課題背景和研究意義 在工業(yè)生產(chǎn)中，往往需要使用 PC 機(jī)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)采集和處理，如溫度和壓力。硬件設(shè)計(jì)主要解決的是 CH37 TLC549 和 TLC5620 與單片機(jī)之間的接口電路問(wèn)題； USB 軟件設(shè)計(jì)由 USB 設(shè)備固件程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序以及主機(jī)應(yīng)用程序三部分組成。對(duì)于 ISA 總線也是存在同樣的問(wèn)題。 總線能夠直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電 [2]。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) USB 接口的實(shí)現(xiàn) 3 于 20xx 年 4 月公布，是一個(gè)高速模式的版本，它的數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)480Mbps，同時(shí)保持 優(yōu)勢(shì)的前提下，保證了向下兼容性，可以完全支持 產(chǎn)品。新設(shè)備包括一個(gè)免費(fèi)的 高速交互式數(shù)據(jù)記錄軟件進(jìn)行分析。 本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)一款自適應(yīng)的 USB 接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠通過(guò)通用的串行總線接口替代傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板槽式應(yīng)用。其主要工作特性是：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含8KB 的 Flash 程序存儲(chǔ)器，擦寫(xiě)壽命可達(dá)到 1000 次；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含 256 字節(jié)的RAM；具有 32 根可編程的 I/O 口線；具有 3 個(gè)可編程的定時(shí)器； 中斷系統(tǒng)是具有 8 個(gè)中斷源、 6 個(gè)中斷矢量、 2 級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針 DPTR；低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式； AT89C52 工作電源電壓典型值為 5V[5]。 的誤差在 017181。s。該菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 總線兼容 CMOS，并易于向所有的微處理器和微控制器設(shè)備提供接口。 CH372 和上 位機(jī)連接電路設(shè)計(jì) D010D111D212D313D414D515D616D717A04RD3I N T1X18X09UD+6UD7GND18V35V c c20CS19WR2U3C H 372C3C21234P1U S B+ C147u fY112M H Z C420p fC520p f+ 5V 圖 24 CH372 與 USB 總線連接圖 如果 CH372 的電源電壓為 ，則應(yīng)該將 V3 引腳與 VCC 引腳短接，共同輸入 電壓，并且電容 C3 可以省掉。 開(kāi)關(guān)量輸入電路如圖 26 所示： 1A 121A 241A 361A 482A 1112A 2132A 3152A 4171G12G191Y 1181Y 2161Y 3141Y 4122Y 192Y 272Y 352Y 43V cc20GND1074 L S 24 4A1A2A3A4A5A6A7A8 P 0. 7P 0. 6P 0. 5P 0. 4P 0. 3P 0. 2P 0. 1P 0. 0Y5+5V 圖 26 開(kāi)關(guān)量輸入電路 開(kāi)關(guān)量輸出電路設(shè)計(jì) 74LS273 是帶有清除功能的 8D 觸發(fā)器。其 GATE0～ GATE2 是門(mén)控脈沖輸入端， CLK0～ CLK2 是計(jì)數(shù)器 0～ 2 的時(shí)鐘脈沖輸入端， OUT0～ OUT2 是輸出端。 系統(tǒng)要求有 16 路模擬量輸入及輸出，模擬量輸入輸出信號(hào)分別經(jīng)過(guò) 2 片 CD4051選擇。當(dāng)通道選擇碼取 0000~1111B 之一時(shí)，便唯一地選中這 16 路通道中的某一通道。 (2)輔助硬件完成設(shè)備的重 新枚舉過(guò)程。首先讀取中斷寄存 器的值判斷所發(fā)生中斷的類(lèi)型，然后根據(jù)具體的中斷類(lèi)型進(jìn)入相應(yīng)的處理子程序或設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志位。 IRP 即 I/O 請(qǐng)求包。 用戶應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 操作流程 一般用戶應(yīng)用程序必須的功能是采樣數(shù)據(jù)讀取、采樣控制以及數(shù)據(jù)顯示， 其他功能 (例如數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ) )可以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需要進(jìn)行定制。 數(shù)據(jù)傳輸流程圖如圖 37 所示： 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 初 始 化開(kāi) 始 接 收 數(shù) 據(jù)是 否 與 地 址匹 配 ？接 收 命 令 字是 否 發(fā) 送接 收 應(yīng) 答是 否 正 確結(jié) 束出 錯(cuò) 處 理 程序發(fā) 送 應(yīng) 答Y N N YNY發(fā) 送 地 址 和 功 能 碼發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 長(zhǎng) 度 和 數(shù) 據(jù)接 收 地 址 和 功 能 碼接 收 數(shù) 據(jù) 長(zhǎng) 度 和 數(shù) 據(jù) 圖 37 數(shù)據(jù)傳送程序流程圖 下傳數(shù)據(jù)程序： { function mDownloadData(iBuffer:array of byte。 exit。 // 傳輸數(shù)據(jù)總長(zhǎng)度低二位 [4] := iLength div 256。CH372WriteData 發(fā)送命令失敗 ,DEF_CMD_DOWN_DATA39。 begin if ( iLength 4096 ) then MessageBox( , 39。 [0] := ACCESS_MCS51_XRAM。CH372ReadData 上傳數(shù)據(jù)失敗 39。 mUploadData:= 0。 脈沖量測(cè)試 脈沖量測(cè)試結(jié)果如表 43 所示： 表 43 脈沖量測(cè)試結(jié)果 輸入頻率（ Hz） 1K 2K 3K 4K 5K 6K 實(shí)測(cè)值（ Hz） 1002 20xx 3008 4012 5010 6012 誤差 % % % % % % 由上表可以算出，脈沖量測(cè)試最大誤差為 %，為誤差允許范圍。但是隨著科技的大力發(fā)展，USB 技術(shù)的不斷提高，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)設(shè)計(jì)出更高速的 單片機(jī)來(lái)滿足于人們的需求。 最后借此機(jī)會(huì)向所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的老師、同學(xué)表示由衷的感謝。所以，如何將新技術(shù)應(yīng)用到高速采集系統(tǒng)中，如 USB 的 OTG 技術(shù)等，設(shè)計(jì)出更高速、更可靠、精度更高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將是未來(lái)的研究趨勢(shì)。 總結(jié) 本論文在研究 USB 總線技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了 USB 接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方案，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于 USB 接口的數(shù)據(jù)采集的硬件系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)了 CH37單片機(jī)AT89C52 之間，以及主機(jī)軟件和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的通信。計(jì)算機(jī)也可通過(guò) USB 接口芯片對(duì)單片機(jī)進(jìn)行控制。 end else MessageBox( , 39。 // 指定外部 RAM 緩沖區(qū)起始地址，該例是將數(shù)據(jù)下傳到起始地址為 0X8200 的外部 RAM [2] :=$82。mCaptionInform, MB_OK + MB_ICONERROR )。 mDownloadData:=0。 // 命令包的長(zhǎng)度 if ( CH372WriteData( mIndex, mDemoReq, mLength ) ) the