【硕士论文】基于USB2.0接口技术的数据采集系统的设计与实现.pdf

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1、西南交通大学硕士学位论文基于USB2.0接口技术的数据采集系统的设计与实现姓名：刘青丽申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：金炜东20040501西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要为解决计算枫外设种类的日益增加与有限的主板插槽和端口之间的矛盾，IBM、Intel、ComPaq、DEC、Microsoft、NEC和NorthTlecom等厂商于1994年底制定了一种新的Pc外设接口标准——1IsB(UniversialSerialBus即通用串行总线)。USB具有传输速度快，支持热插拔和即插即用，易于扩展，占用的系统资源少等优点。USBI．1支持两种传输速率：1．5

2、Mbps和12Mbps，而USB2：0将速度提高了40倍(即480Mbps)，能够满足高速外设的需要。本课题重点研究了USB总线的体系结构和特点，包括总线特征、信号环境、传输类型、数据流模型等；并针对传统的PCI、ISA、EPP／ECP等接口的数据采集卡的不足，我们提出了一种基于USB2．0接口技术和DSP(Digitalsignalprocessing数字信号处理器)技术的数据采集卡的实现方案。设计并制作了基于USB接口的数据采集卡的硬件系统，编写USB2．0接口芯片CY7C68013的固件程序，实现了CY7C68013和DSP的HPI接口之间的通信。最后，为了实现主机软

3、件和数据采集卡之间的通信，我们编写了数据采集卡的USB设备驱动程序。基于课题的研究内容，本论文先对USB总线技术进行了介绍，然后以设计一种基于US2．0接口技术的数据采集卡为例，详细地介绍了USB的硬件设计、固件设计和驱动程序设计。在硬件设计部分，论文首先介绍了USB2．0接口芯片的性能和特点，然后给出了具体的硬件设计方案；固件设计是USB设计的重点，论文详细地介绍CY7C68013的GPIF接日的设计；驱动程序开发部分先论述了驱动程序开发工具的选择，然后介绍了本数据采集卡的USB设备驱动程序的设计。论文对广大的USB开发人员和技术人员具备较高的参考价值。关键词：USB；数

4、据采集；USB2．0：DSP西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页ABSTRACTInordertoresolvetheconflictbetweentheincreaseofPCperipheraldevicesandthelimitedboardslotandport，IBM、Intel、ComPaq、DEC、Microsoft、NECandNorthTlecomhavedevelopedanewinterfacestandardofPC一一USB(UniversialSerialBus)in1994．USBhastheadvantageofhighspeed，HotPl

5、ugln，PlugandPlay，easilytoexpandandengrossinglesssystemresource，etc．USBl．1hastwokindsofspeed：1．5Mbpsand12Mbps，butUSB2．0hasthespeedof480Mbps，whichcanmeetwiththedemandsofhigh_speedperipheraldeviCes．ThissubjectdiscussesthearchitectureandfeatureofUSB，includingbusattributes，signalenvironment，dat

6、aflowmodel，andSOon．Afterthat，itbringsforWardadesignschemeofdataacquisitioncardwithUSB2．0interfaceanddigitalsignalprocessing，whichisbaseduponthedefectsoftraditionalindustrybus，suchasISA、PCI．ThenitdesignsandrealizesthehardwaresystemofthedataacquisitioncardwiththeUSBinterface，programsfirmware

7、ofCY7C68013，andrealizesthecommunicationbetweenCY7C68013chipandHPIinterfaceofDSP．Atlast．itprogramstheUSBdevicedriverofdataacquisitioncard．Based0nthesubject，thispaperintroducestheUSBbustechnologyatfirstandthenshowsthedesignofdataacqusitionsystem，whichincludsfour