基于USB總線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)研究的各行業(yè)中,通常需要對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。目前通用的通過數(shù)據(jù)采集板卡采集的方法存在著以下缺點(diǎn):安裝麻煩,易受機(jī)箱內(nèi)環(huán)境的干擾而導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)的失真,易受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量和地址、中斷資源的限制,可擴(kuò)展性差。而通用串行總線USB(Universal Serial Bus)的出現(xiàn),很好地解決了上述問題,很容易實(shí)現(xiàn)便捷、低成本、易擴(kuò)展、高可靠性的數(shù)據(jù)采集,代表了現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202651.htm1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
1.1硬件總體結(jié)構(gòu)
基于USB總線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件組成包括模擬開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、USB接口芯片,其硬件總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。多路模擬信號(hào)經(jīng)過模擬開關(guān)傳到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),單片機(jī)控制采集,USB接口芯片存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)并將其上傳至PC,同時(shí)也接收PC機(jī)USB控制器的控制信息。
1.2 PDIUSBDl2芯片
USB接口芯片采用Philips公司的一種專用芯片PDIUS-BDl2(以下簡(jiǎn)稱D12)。該芯片完全符合USBl.1規(guī)范,集成了SIE、 320B的多配置FIFO存儲(chǔ)器、收發(fā)器、電壓調(diào)整器、SoftConnect、GoodLink、可編程時(shí)鐘輸出、低頻晶振和終端電阻等,支持雙電壓工作、完全自動(dòng)DMA操作、多中斷模式,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。
單片機(jī)通過8位并行接口傳送經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的采集數(shù)據(jù),存儲(chǔ)在FIFO存儲(chǔ)器中。一旦存滿,串行接口引擎SIE立刻對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,包括同步模式識(shí)別、并/串轉(zhuǎn)換、位填充/不填充、CRC校驗(yàn)、PID確認(rèn)、地址識(shí)別以及握手鑒定,處理完畢后數(shù)據(jù)由模擬收/發(fā)器通過D+、D-發(fā)送至PC。上述過程遵循 USBl.1協(xié)議。D12與89C51的具體實(shí)現(xiàn)電路如圖3所示。
評(píng)論