【導(dǎo)讀】提高，USB以其易于擴展、速度快、方便使用等優(yōu)點越來越多的應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。礎(chǔ)上給出相應(yīng)的電路原理圖。硬件設(shè)計主要解決的是CH372、TLC549和TLC5620與單片機之間的。接口電路問題；USB軟件設(shè)計由USB設(shè)備固件程序、設(shè)備驅(qū)動程序以及主機應(yīng)用程序三部分組成。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。到計算機中進行進一步的處理。目前，以該系統(tǒng)為核心的設(shè)備在國內(nèi)和國外已被廣泛應(yīng)。用，如工業(yè)控制中現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備；視頻電話，家庭影院及其他多媒體設(shè)備。USB設(shè)備支持即插即用，無需打開機箱安裝USB設(shè)備，無需再。，每個USB主機可以通過USB集線器同時掛接最多127個外圍設(shè)備，年12月底USBOTG技術(shù)應(yīng)運而生，開發(fā)設(shè)備上給予雙重身份。設(shè)備來擺脫對電腦的依賴，USB應(yīng)用的范圍大大擴展。國外公司紛紛推出了很多以適應(yīng)不同精度，不同條件要求的USB數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品。兩款最新的采樣率高達。新設(shè)備包括一個免費的高速交互式數(shù)據(jù)記錄軟件進行分析

　　

【正文】 [0] := ACCESS_MCS51_XRAM。 // 讀寫 51 單片機的外部 RAM(本演示板的單片機沒有外部 RAM，所以無法演示 ) [1] := 00。 // 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。 [3] := iLength mod 256。 // 傳輸數(shù)據(jù)總長度低二位 [4] := iLength div 256。 mLength := CONST_CMD_LEN。 // 命令包的長度 if ( CH372WriteData( mIndex, @mDemoReq, @mLength ) ) then // 通過CH372 發(fā)送命令包，成功 begin 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) USB 接口的實現(xiàn) 17 mLength := iLength。 // 數(shù)據(jù)塊的長度，一次上傳不超過 4096 字節(jié) if ( CH372ReadData( mIndex, @iBuffer, @mLength ) ) then// 通過CH372 接收數(shù)據(jù)，成功 mUploadData := mLength else MessageBox( , 39。CH372ReadData 上傳數(shù)據(jù)失敗 39。，mCaptionInform, MB_OK + MB_ICONERROR )。 end else MessageBox( , 39。CH372WriteData 發(fā)送命令失敗DEF_CMD_UP_DATA39。, mCaptionInform, MB_OK + MB_ICONERROR )。 end else MessageBox( , 39。CH372WriteData 發(fā)送命令失敗DEF_CMD_CLEAR_UP39。, mCaptionInform, MB_OK + MB_ICONERROR )。 mUploadData:= 0。 End } end 4 系統(tǒng)測試 數(shù)據(jù)采集過程 模擬信號 模擬多路信號經(jīng)多路開關(guān)選擇后進入 TLC549 進行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送入單片機進行處理，處理后的信號可以通過 USB 接口芯片送入計算機進行處理，也可以經(jīng)過 TLC5620 轉(zhuǎn)換為模擬信號，再通過多路開關(guān)選擇后輸出。計算機也可通過 USB 接口芯片對單片機進行控制。 數(shù)據(jù)采集過程如圖 41 所示： 圖 41 模擬信號采集過程 CH372 PC 機 USB 控制器 模擬 信號 CD4051 模擬 TLC5620 TLC549 AT89C52 CD4051 信號 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 開關(guān)信號 開關(guān)量經(jīng)過 74LS244 讀入單片機進行處理，處理后的結(jié)果經(jīng)74LS273 鎖存輸出，整個過程由計算機通過 CH372 芯片進行控制。采集過程如圖 42 所示： 圖 42 開關(guān)量采集過程 脈沖信號 脈沖信號經(jīng)計數(shù)后讀入單片機進行處理，主要處理數(shù)據(jù)的累計值、脈沖頻率、周期等，然后將處理后的信號送出。整個過程由計算機通過 CH372 芯片進行控制。如圖 43 所示： 圖 43 脈沖信號采集過程 測試結(jié)果 輸入模擬量測試 輸入模擬量測試結(jié)果如表 41 所示： 表 41 輸入模擬量測試結(jié)果 模擬電壓（ V） 1 2 3 4 5 6 實測值（ V） 誤差 % % % % % % 由上表可以算出，輸入模擬量測試最大誤差為 %，為誤差允許范圍。 輸出模擬量測試 輸出模擬量測試結(jié)果如表 42 所示： 開關(guān) 信號 開關(guān) 74LS273 74LS244 AT89C52 信號 CH372 PC 機 USB 控制器 脈沖 信號 AT89C52 脈沖 8253 信號 CH372 PC 機 USB 控制器 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) USB 接口的實現(xiàn) 19 表 42 輸出模擬量測試結(jié)果 模擬電壓（ V） 1 2 3 4 5 6 實測值（ V） 誤差 % % % % % % 由上表可以算出，輸出模擬量測試最大誤差為 %，為誤差允許范圍。 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。由于電路中線路本身存在電阻，并且在使用過程中不可避免的受到干擾，因此系統(tǒng)存在誤差。 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)的一種實現(xiàn)方案，設(shè)計并實現(xiàn)了基于 USB 接口的數(shù)據(jù)采集的硬件系統(tǒng)；實現(xiàn)了 CH37單片機AT89C52 之間，以及主機軟件和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的通信。本系統(tǒng)為通用性高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可用于生物電波、聲波分析等瞬態(tài)信號的實時采集、觀察等場合。該基于 USB總線的 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具可靠性高、數(shù)據(jù)不會丟失、抗干擾性強，便于數(shù)據(jù)傳輸和處理等優(yōu)點，有良好的應(yīng)用前景和很大的實用價值 [13]。目前，很多常見的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都存在功能單一的缺點，而本課題所完成的系統(tǒng)作為通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，具有采集、處理多種信號等功能。并且采用 USB 總線與計算機通訊，繼承了 USB 總線高帶寬、安裝方便、易擴展等優(yōu)點。不過，由于水平有限、缺乏經(jīng)驗，該系統(tǒng)還有許多不足之處，比如說微處理器及接口芯片工作速度有限，精度不準確等問題。但是隨著科技的大力發(fā)展，USB 技術(shù)的不斷提高，相信在不遠的將來會設(shè)計出更高速的 單片機來滿足于人們的需求?？梢灶A(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，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。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)將是未來的研究趨勢。 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 參考文獻： [1] 夏益民，王光君 . 基于 USB 的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) [J].國外電子元器件， 20xx（ 10)： 2023. [2] 胡曉軍，張愛成 . USB 接口開發(fā)技術(shù) [M].西安電子 科技大學(xué)出版社， 20xx： 5659. [3] 王平，蘇濤 . 基于 的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 [J].現(xiàn)代電子技術(shù)， 20xx（ 4）： 3537. [4] 匡勝元，楊浩 . 在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].電子器件， 20xx(5)： 2022. [5] 張雄偉 . DSP 芯片的原理及研發(fā)應(yīng)用 [M].北京電子工業(yè)出版社， 20xx： 4144. [6] 周立功 . PDIUSBDI2 USB 固件編程與驅(qū)動開發(fā) [M].北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx： 1821. [7] 許永和等 . EZ— USB FX 系 列單片機 USB 外圍設(shè)備設(shè)計與應(yīng)用 (第一版 )[M].北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx： 4446. [8] 張念淮，江浩 . USB 總線開發(fā)指南 [M].北京國防工業(yè)出版社， 20xx： 1314. [9] 陳啟美，丁傳鎖 . 計算機 USB 接口技術(shù) [M].南京大學(xué)出版社， 20xx： 1417. [10] 謝淑如，鄭光欽，楊渝生 . Protel PCB 99SE 電路板設(shè)計 [M].北京清華大學(xué)出版社， 20xx:5153. [11] 黃娟，朱紅 . 混合電路的 PCB 設(shè)計 [J].電子軟件與材料， 20xx（ 7）： 3637. [12] DonAderson 著 . USB 大全 [M].陳逸等譯 .電力出版社， 20xx： 812. [13] 馬偉 . 計算機 USB 系統(tǒng)原理及其主 /從機設(shè)計 [M].北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx： 3536. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) USB 接口的實現(xiàn) 21 致謝 在完成畢業(yè)論文過程中得到了 XXX 的關(guān)心和支持，在她的指導(dǎo)和幫助下解決了我遇到的許多困難和問題，得以順利完成論文。特別感謝 XXX 給我極大的幫助，她淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、崇高的敬業(yè)精神以及求真務(wù)實的作風(fēng)令我終生難忘。她是我一生學(xué)習(xí)的榜樣。 感謝 XXXXXX 的所有老師和同學(xué)們。 感謝父母對我的關(guān)心和愛護，感謝同學(xué)和老師的幫助，是他們默默的支持著我，給我學(xué)習(xí)創(chuàng)造了很好的條件。 最后借此機會向所有關(guān)心、支持、幫助過我的老師、同學(xué)表示由衷的感謝。