基于usb的自动控制仪器箱无线通信接口设计

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1、2010年9月电子测试Sep.2010第9期ELECTRONICTESTNo.9基于USB的自动控制仪器箱无线通信接口设计杨青青，尤文斌（中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051）摘要:设计了一种基于USB的自动控制仪器箱无线数据收发接口。介绍了数据接口电路的设计原理、实现方案和电路结构。该无线通信接口由USB接口芯片AT90USB162、微处理器芯片MSP430FG4618和无线射频芯片nRF24L01组成，其中MSP430FG4618控制数据的双向传输、数据的采样和D/A转换。该通信接口的无线数据传输距离为50m，可软件配置发送和接收地址，实现了个人计算机与实验箱之间

2、数据的点对点通信和多点通信。关键词:无线通信；MSP430FG4618；USB接口；多点通信中图分类号:TN492文献标识码：BDesignedofwirelesstransmissioninterfaceinautomaticexperimentalboxbasedonUSBYangQingqing,YouWenbin(KeyLaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurementMinistryofEducation,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China)Abstract:AUSB-base

3、dwirelesscommunicationinterfaceoftheautomaticexperimentalboxisdesignedinthisarticle.Thedesignprinciples,basicmethodsandcircuitoftheinterfacearegiven.ThissystemconsistsofUSBcontrollerAT90USB162,MCUMSP430FG4618andRFtransceivernRF24L01,thedatatransmission,samplingandD/AconverteriscontrolledbyMSP430FG4

4、618.Thedatatransmissiondistancecanreach50metersinthissystem,sendandreceiveaddressescanbeconfiguredinordertoachievesingleormulti-pointtransmission.Keywords:wirelessdatatransmission;MSP430FG4618;USBinterface;multi-pointtransmission66测试工具与解决方案2010.90引言MSP430负责控制数据的接收、发送以及ADDA转换，从而实现数据的无线收发功能。随着自动控制理论

5、的不断发展，对自动控制理论实验的要求也不断提高。为了保证实验设备的1.2上位机硬件结构可靠性、有效性，对实验箱的研究和改进从未停止。上位机电路包括NetUSB24L01无线数据传输无线通信技术日渐成熟，采用无线通信实现数据的模块、USB接口电路以及计算机控制软件3个部传输具有成本低廉、适应性好、扩展性好以及开发分，其结构框图如图2所示。NetUSB-24L01数据[1]周期短的特点。因此本文采用基于USB接口的无传输模块与计算机之间通过USB接口电路连接，核线数据传输接口实现实验箱与计算机之间的数据通心芯片为ATMEL公司的AT90USB162芯片，该芯信，充分利用计算机设备的特点，设计相应

6、的硬件片是一款高性能、低功耗的8位嵌入式USB微控电路和软件系统，从而使得自动控制实验仪器与计制器，旨在加强USB无线通信功能；系统内部具算机设备组成完整的数字∕模拟实验仿真系统。有8K/16K字节大小的可编程存储器，有利于提高[4]读写能力。同时它还具有USB2.0全速设备模块，1系统硬件结构完全符合通用串行总线规范2.0规则，数据传输速[5]率为12兆位/秒；拥有完全独立的176个字节的1.1系统原理USB双向RAM用以进行端点内存分配。基于USB的无线数据收发接口用于实现计算机与实验仪器箱之间的数据传输，包括上位机和下天线位机两个部分，系统的总体设计框图如图1所示。USB接口计算机控制

7、软件24L01天线计算机（软USB接口NetUSB-24L01计算机系统NetUSB-24L0模块件）上位机部分图2上位机总体设计框图天线无线收发模块要实现数据的双向传输，本文采RF24L01MSP430用的方法是上下位机的无线芯片都初始化为接收状下位机部分态，仅当需要发送数据时才配置成发送模式，发送图1硬件总体设计框图完毕后立刻配置成接收模式。上位机需要给下位机上位机部分由计算机控制软件以及传递控制命令，而