【正文】 可以預(yù)見，隨著技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，人們對數(shù)據(jù)采集的主要技術(shù)指標(biāo)，如采樣速率、分辨率、精度、輸入電壓范圍以及抗干擾能力等方面，都提出了越來越高的要求。 End } end 4 系統(tǒng)測試 數(shù)據(jù)采集過程 模擬信號(hào) 模擬多路信號(hào)經(jīng)多路開關(guān)選擇后進(jìn)入 TLC549 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行處理，處理后的信號(hào)可以通過 USB 接口芯片送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，也可以經(jīng)過 TLC5620 轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，再通過多路開關(guān)選擇后輸出。 // 讀寫 51 單片機(jī)的外部 RAM(本演示板的單片機(jī)沒有外部 RAM，所以無法演示 ) [1] := 00。, mCaptionInform, MB_OK + MB_ICONERROR )。 end。 根據(jù)功能劃分，應(yīng)用程序可以細(xì)化為以下幾個(gè)模塊：主框架、設(shè)備訪問模塊、采樣菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 設(shè)置模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊，模塊之間的關(guān)系如圖 35 所示： 數(shù)據(jù)顯示模塊 采集設(shè)置模塊 主框架 設(shè)備訪問模塊 圖 35 應(yīng)用程序模塊結(jié)構(gòu)圖 數(shù)據(jù)顯示模塊、設(shè)備訪問模塊和采樣設(shè)置模塊都只與主框架進(jìn)行通信。 請求處理程序： USB 標(biāo)準(zhǔn)請求處理程序來負(fù)責(zé)處理枚舉階段主機(jī)發(fā)給設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)請求，以及正常工作時(shí)主機(jī)發(fā)送的廠商的請求。 3 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 基于 USB 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件部分總共分為三塊：采集設(shè)備固件程序、采集設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和用戶應(yīng)用程序。 當(dāng) 8253 做外部事件計(jì)數(shù)器時(shí)，在 CLK 端所加的計(jì)數(shù)脈沖由外部事件產(chǎn)生，這些脈沖的間隔可以不相等。圖 24 中，在電源斷電后將電解電容 C4 中的電能及時(shí)釋放掉會(huì)用到可選電阻 R2，使 VCC 及時(shí)下降到 0V，確保在下次通電時(shí) CH372 能夠可靠地上電復(fù)位。 I/O CLOCK 和內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘獨(dú)立使用且不需要任何二者之間的相位關(guān)系或特定的速度。 CH372 具有靈活省事的內(nèi)置和外置兩種雙重固件模式，內(nèi)置了 USB 通訊中的底層協(xié)議。但是，該公司的 USB 數(shù)據(jù)采集卡系列產(chǎn)品的價(jià)格是非常昂貴的。 USB 的發(fā)展 USB（通用串行總線）作為一種新的外設(shè)連 接技術(shù)，最初由康柏、 DEC、 IBM、英特爾、微軟、 NEC 和北方電信等七大集團(tuán)合作開發(fā)的。 本系統(tǒng)充分展現(xiàn)了 USB 總線安裝方便、使用方便、功能齊全等優(yōu)點(diǎn)?？傊@些傳統(tǒng)接口的數(shù)據(jù)采集設(shè)備在使用上存在以下缺陷：安裝麻煩，受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量、中斷資源、地址的限制，在一些強(qiáng)電磁干擾試驗(yàn)現(xiàn)場可能不會(huì)專門做出電磁屏蔽，從而會(huì) 出現(xiàn)所收集的數(shù)據(jù)失真的情況。 隨著 USB 設(shè)備急劇增長，設(shè)備和設(shè)備之間的直接數(shù)據(jù)傳輸變得越來越重要，在 20xx年 12 月底 USB OTG 技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，開發(fā)設(shè)備上給予雙重身份。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)包括 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 D/A 轉(zhuǎn)換電路、接口芯片與 USB 連接圖以及周邊電路的設(shè)計(jì)。 TLC549 中 REF接地， REF+接 VCC，具體電路設(shè)計(jì)如圖 22 所示： A IN2I /O C L K7R E F +1R E F 3DOUT 6CS5U3T L C 5 4 9V C CP 1 .1P 1 .2P 1 .0 圖 22 A/D轉(zhuǎn)換電路 TLC549 內(nèi)部包含控制邏輯電路，數(shù)據(jù)寄存器以及采樣，內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘和保持。 11 位的命令字包括 1 位范圍位、 2 位 DAC 選擇位和 8 位數(shù)據(jù)位，范圍位用來選擇輸出范圍是 1 倍還是 2 倍。滿足所需建立時(shí)間的 D 輸入信息在時(shí)鐘脈沖正邊沿作用下傳送到 Q 輸出端，時(shí)鐘觸發(fā)發(fā)生在一個(gè)特定的電平上，它不直接和正脈沖的 過渡時(shí)間有關(guān)。 CD4051 帶有三個(gè)通道選擇輸入端 A、 B、 C 和一個(gè)禁止端 INH。 (3)對中斷的處理。 I/O 管理器接收到一個(gè) I/O 請求，然后把它傳遞到設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之前，分配并初始化一個(gè) IRP。 var mDemoReq:COMMAND_PACKET。 // 命令包的長度 if ( CH372WriteData( mIndex, mDemoReq, mLength ) ) then // 通過 CH372發(fā)送命令包 ,成功 begin mLength := iLength。mCaptionInform, MB_OK + MB_ICONERROR )。 end else MessageBox( , 39。 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。 最后借此機(jī)會(huì)向所有關(guān)心、支持、幫助過我的老師、同學(xué)表示由衷的感謝。 脈沖量測試 脈沖量測試結(jié)果如表 43 所示： 表 43 脈沖量測試結(jié)果 輸入頻率（ Hz） 1K 2K 3K 4K 5K 6K 實(shí)測值（ Hz） 1002 20xx 3008 4012 5010 6012 誤差 % % % % % % 由上表可以算出，脈沖量測試最大誤差為 %，為誤差允許范圍。CH372ReadData 上傳數(shù)據(jù)失敗 39。 begin if ( iLength 4096 ) then MessageBox( , 39。 // 傳輸數(shù)據(jù)總長度低二位 [4] := iLength div 256。 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 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 度 和 數(shù) 據(jù)接 收 地 址 和 功 能 碼接 收 數(shù) 據(jù) 長 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。 IRP 即 I/O 請求包。 (2)輔助硬件完成設(shè)備的重 新枚舉過程。 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 2 片 CD4051選擇。 開關(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 開關(guān)量輸入電路 開關(guān)量輸出電路設(shè)計(jì) 74LS273 是帶有清除功能的 8D 觸發(fā)器。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。 的誤差在 017181。 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。 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)勢的前提下，保證了向下兼容性，可以完全支持 產(chǎn)品。對于 ISA 總線也是存在同樣的問題。 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。隨著各級的發(fā)展和滲透，外設(shè)和 PC 連接與擴(kuò)展已變得越來越重要。目前， USB 接口的開發(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、鍵盤、鼠標(biāo)。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)程序非常簡潔 [6]。內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘