基于usb數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-07-03 20:10本頁面
【正文】 送入存儲器 AT28C64 的低 8 位地址線 A0~A7；同時(shí) P0 口又 AT28C64的數(shù)據(jù)線 I/O0~I/O7 相連，可分時(shí)輸出存儲的數(shù)據(jù)。ADC0809 的正參考電壓輸入端 VREF(＋)和主電源輸入端 VCC都接＋5V 電源，而負(fù)參考電壓輸入端 VREF(－)和接地端 GND 均接地。當(dāng) ＝1， WR()=0 時(shí)，74ALS04 的 6 號腳輸出為高電平，將其與 ADC0809 的轉(zhuǎn)換啟動端口 START 和地址鎖存端口ALE 連接，在鎖存通道地址的同時(shí)啟動 A/D 轉(zhuǎn)換。單片機(jī) 引腳作為 ADC0809 的片選信號。ADC0809 片內(nèi)無時(shí)鐘，圖 6 中利用雙 4 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74HC393 給 ADC080929 提供時(shí)鐘輸入。經(jīng)鎖存器鎖存后的低三位地址 Q0~Q2 分別與 ADC0809 的地址譯碼引腳 ADDA~ADDC 連接，以選通 IN0~IN7 中的一個(gè)通道。A/D 轉(zhuǎn)換接口電路如圖 6 所示。該 A/D 轉(zhuǎn)換器是一種單片 CMOS 器件，包括 8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、8 通道多路轉(zhuǎn)換器和與微處理器兼容的控制邏輯。XTAL1 和 XTAL2 則分別作為反饋元件的片外石英晶體Y1 及電容 C4 和 C5 一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號。圖 5 中還給出了一些其他相關(guān)引腳的連接：UCAP 引腳與一個(gè)外部電容連接來給 USB 提供電源。本系統(tǒng)中 PC 機(jī)作為 USB 主機(jī)，而 AT89C5131 作為 USB 設(shè)備，因而 D+和 D－無需連接下拉電阻。AT89C5131 的 USB 總線正信號 I/O 引腳 D+和負(fù)信號I/O 引腳 D－分別與 USB 端口 J1 的兩根數(shù)據(jù)線 D+和 D－相連（電阻 R2 和 R3 為可選電阻） ，再通過 USB 連接線即可與 PC 機(jī)的 USB 接口相連進(jìn)行通信。 AT89C5131USB 接口電路AT89C5131 單片機(jī)具有 USB 接口功能，因而可直接與 USB 端口連接，通過 USB 總線與 PC機(jī)通信。因此，啟動轉(zhuǎn)換后在軟件上應(yīng)延遲一段時(shí)間（大于 tEOC）之后再進(jìn)行查詢或開中斷。其中 tWE 為最小 ALE 脈寬，典型值 100ns；tD 為模擬開關(guān)延時(shí)，典型值：1 μs ；tWS 為最小啟動脈寬，典型值：100ns；tEOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束延時(shí)，最大為 8 個(gè)時(shí)鐘周期：＋2 μs；tC 為轉(zhuǎn)換時(shí)間，典型值：100 μs。第 5 頁ADD A、ADD B、ADD C：8 路模擬開關(guān)的 3 位地址選通輸入端，用來選擇對應(yīng)的輸入通道。一般 VREF(＋)與 VCC 連接在一起，VREF(－)與 GND 連接在一起。當(dāng) OE 端的電平由低變高，打開三態(tài)輸出鎖存器，將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。EOC、OE：EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號脈沖輸出端口，OE 為輸出允許控制端口。START、ALE：START 為 A/D 轉(zhuǎn)換啟動控制端口，ALE 為地址鎖存控制信號端口。Error!引腳接高電平時(shí)芯片是從內(nèi)部存儲器尋址的，必須接低電平才能使芯片從外部程序存儲器起始地址 0000h 開始尋址。本系統(tǒng)中利用 D+和 D－兩個(gè)引腳與 USB 端口的兩根數(shù)據(jù)線 D+和 D－相連，從而實(shí)現(xiàn) USB 數(shù)據(jù)通信?！?分別與 TWI 串行時(shí)鐘SCL 和 TWI 串行數(shù)據(jù) SDA 復(fù)用。P2 口也可以作為地址線，此時(shí) ～ 上輸出高 8 位地址。下面對 AT89C5131 單片機(jī)的主要管腳進(jìn)行介紹其引腳分布圖如圖 3 所示：P0、PPP3 和 P4 口是 I/O 信號引腳。3 單元模塊設(shè)計(jì) 元器件選擇 在本次設(shè)計(jì)中我們選用的 USB 控制芯片為 AT89C5131，除此之外還要用到ADC08074HC39非門芯片 74LS00、反相器芯片 74LS0AT28C674HC573 這些器件。 圖 2 方案二軟件流程圖在本次課程設(shè)計(jì)中我們選用的是方案一，用 AT89C5131 為 USB 的控制芯片。方案一的軟件設(shè)計(jì)包括固件設(shè)計(jì)、USB 初始化、中斷處理程序、請求處理程序、配置請求、A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)程序、USBDI 與 USB 驅(qū)動程序等模塊組成。經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后再重新打包由 USB 接口芯片通過 USB 接口發(fā)送給主機(jī) ,從而完成整個(gè)采集過程.。USB 設(shè)備固件程序采用單片機(jī) C 語言來寫，用戶通過主機(jī)應(yīng)用程序調(diào)用 Windows API 函數(shù),將請求下發(fā)到驅(qū)動程序,由驅(qū)動程序構(gòu)造 USB,通過 USBD 類,下發(fā)到微控制器。運(yùn)用的芯片為 AT89C52。在此方案中 USB 控制芯片選用 AT89C5131 單片機(jī)芯片，它是 ATMEL 公司的。轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)送入主控制器，再通過 USB 控制器芯片使這些數(shù)據(jù)可通過 的高速傳輸送到 PC 機(jī)中。系統(tǒng)中外設(shè) 1～外設(shè) n 具有多路數(shù)據(jù)需要進(jìn)行同步采集（數(shù)據(jù)信號可能包括電壓、電流、聲音、圖像等各種模擬信號） ，因而需要選用能對多路數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采樣的 A/D 轉(zhuǎn)換器將這些模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。實(shí)際應(yīng)用中，往往同時(shí)需要對多個(gè)外設(shè)的多路數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，因而對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求較高， 的出現(xiàn)使這種高速數(shù)據(jù)傳輸已成為可能。有較快的處理速度和較大的存儲容量,有在系統(tǒng)可編程的功能,是 USB 接口設(shè)計(jì)的理想選擇。設(shè)計(jì)工作包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，硬件部分本系統(tǒng)選用了 ATMEL 公司的單片機(jī) AT89C5131 作
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1