【正文】 ................ 4 USB 通信流 ................................................... 5 設(shè)備端點(diǎn) .................................................... 7 管道 ........................................................ 7 幀和微幀 .................................................... 8 USB 數(shù)據(jù)傳輸類型 ................................................. 9 批量傳輸 .................................................... 9 控制傳輸 ................................................... 10 同步傳輸 ................................................... 12 USB 總線信號(hào)環(huán)境 ................................................ 13 NRZI 數(shù)據(jù)編碼 .............................................. 13 位填充 ..................................................... 14 同步頭 ..................................................... 14 3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................................. 15 系統(tǒng)原理介紹 ................................................... 15 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的芯片選擇 ......................................... 16 USB 芯片選擇 ................................................ 16 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的 選擇 ......................................... 17 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 V 芯片性能介紹 ................................................... 17 CY7C68013 的性能特點(diǎn) ........................................ 17 CY7C68013 的枚舉和重枚舉 ................................... 19 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 MAX125 的介紹 .................................. 20 USB 控制器電路設(shè)計(jì) ............................................. 21 A/D 采樣通道設(shè)計(jì) ................................................ 22 電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) ............................................... 24 +5V 電源設(shè)計(jì) ................................................ 24 5V 電源設(shè)計(jì) ................................................ 24 + 電源設(shè)計(jì) .............................................. 25 EEPROM 電路設(shè)計(jì) ................................................. 25 4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的固件程序設(shè)計(jì) ........................................ 27 固件開(kāi)發(fā)環(huán)境 ................................................... 27 固件程序的功能和架構(gòu) ........................................... 27 固件的功能 ................................................. 27 FX2 固件典型架構(gòu) ........................................... 28 設(shè)備端點(diǎn)的配置 ................................................. 31 端點(diǎn)緩沖區(qū)的分配 ........................................... 31 端點(diǎn)寄存器的設(shè)置 ........................................... 32 GPIF 接口的固件設(shè)計(jì) ............................................ 34 GPIF 簡(jiǎn)介 ................................................... 34 GPIF 波形設(shè)計(jì) ............................................... 35 GPIF 程序的生成 ............................................. 37 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì) ............................................... 37 固件下載 ....................................................... 39 5 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) ................................................... 41 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 VI WDM 驅(qū)動(dòng)程序 ................................................... 41 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的組成 ............................................. 42 驅(qū)動(dòng)程序的入口例程 ......................................... 43 創(chuàng)建設(shè)備 ................................................... 44 IRP 分發(fā)與處理例程 .......................................... 44 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā) ......................................... 45 INF 文件 ....................................................... 47 WIN32 程序接口 .................................................. 49 啟動(dòng) USB 設(shè)備 ............................................... 49 讀取設(shè)備數(shù)據(jù) ............................................... 50 關(guān)閉 USB 設(shè)備 ............................................... 51 應(yīng)用程序界面設(shè)計(jì)及其功能 ....................................... 51 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境 ........................................... 51 應(yīng)用程序功能的實(shí)現(xiàn) ......................................... 52 7 結(jié)論與展望 ........................................................ 53 論文的結(jié)論 ..................................................... 53 展 望 .......................................................... 54 參考文獻(xiàn) ............................................................. 55 致 謝 ................................................................ 57 附錄 ................................................................. 58 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 VII 前 言 在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等行業(yè)中，常常需要利用 PC 或工控機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，如液位、溫度和壓力等。 and the testing result of the firmware was listed at the end of the firmware part。系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、傳輸和保存數(shù)據(jù)的功能，并且具有熱插拔、即插即用、便攜式的特點(diǎn)，達(dá)到了預(yù)期的效果。在軟件部分，通過(guò)分析 EZUSB 的固件編程框架，闡述了 CY7C68013 在 GPIF 工作模式下的波形設(shè)計(jì)過(guò)程及其數(shù)據(jù)通信流程；驅(qū)動(dòng)程序是系統(tǒng)硬件和客戶 應(yīng)用程序之間通信的橋梁，文中介紹了 USB 的 WDM 功能驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)過(guò)程；最后，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集和保存的應(yīng)用程序，并對(duì)其功能做了解釋。文中首先深入研究了 USB 的體系結(jié)構(gòu)，然后結(jié)合提出的方案，較為全面地介紹了系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 憑借其 480Mbps 的理論傳輸速 度，更是得到了人們的青睞。 基于 USB 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 I 基于 USB 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 摘 要 數(shù)據(jù)采集技術(shù)是以傳感器、信號(hào)測(cè)量與處理、微型計(jì)算機(jī)等技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門(mén)綜合應(yīng)用技術(shù)，主要研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理以及控制等，涉及模擬信號(hào)調(diào)理、模擬信號(hào)數(shù)字化、數(shù)字信號(hào)處理等，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 USB 技術(shù)以其支持熱插拔和即插即用、占用系統(tǒng)資源少等特點(diǎn)迅速得到了廣泛的應(yīng)用。論文基于課題的研究?jī)?nèi)容，給出了一種用 總線技術(shù)解決數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口問(wèn)題的實(shí)施方案。其中硬件部分具體描述了 控制器 CY7C68013 和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 MAX125 的接口設(shè)計(jì)，同時(shí)也給出了各種電源轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)方法。論文所設(shè)計(jì)的基于 總線技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有 14 位分辨率，單通道 250KHz 采樣頻率和 30Mbps 傳輸速率。 關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)采集； ； CY7C68013； MAX125；驅(qū)動(dòng)程序 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 II RESEARCH AND DESIGN OF DATA ACQUISITION SYSTEM BASED ON USB ABSTRACT Data acquisition technology is a synthetical application technology based on technologies of sensor, signal measure and disposal and puter, and it studies on data acquisition， memory,disposal and control, etc., it includes analog signals modulation, analog signals digitalization,digital signal processing and so on, so it is greatly useful. USB (Universal Serial Bus) technology is widely used because of the attributes of hotplugin, plusandplay, engrossing less system resource. The has been paid much attention depending on the theory transfer rate of480Mbps. Based on the research, the solution to the data acquisition s