基于USB数据采集系统的设计与研究

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1、摘要信息技术与电子技术的迅猛发展，使得计算机和外围设备也得到飞速发展和应用，在科学研究领域和许多生产场合中常用到数据采集技术，并且对数据采集的各种要求也越来越高。传统的通信方式由于传输速度慢、抗干扰能力弱、安装麻烦等原因严重阻碍了数据采集设备的发展，新一代通用串行总线(UniversalSerialBus，简称USB)具有传输线少、速度快、支持热插拔以及易于扩展等优点，很好的解决了以上问题,因此串行总线技术在计算机系统及通信设备中迅速得到了广泛的应用。文中分析了USB总线的体系结构和特点，针对传统总线不足之处，在此基础上研究了基于USB的数据采集系统，根据系统应该达到

2、的技术指标，从而确定系统的整体框架和各个分芯片的选择。整个系统包括硬件设计和软件设计两部分，实现数据高速转换和采集、数据显示、数据保存以及数据打印等功能。系统硬件部分实现数据采集功能，并将采集的数据送至USB控制器，再通过USB接口将数据传送给PC机。硬件设计部分主要包括USB2.0主控制器(C8051F320)外围电路设计与模数转换器AD0809的连接、电源设计部分等。硬件设计中的各个芯片的选择都以技术指标为依据，每个部分之间的连接以芯片的工作模式和系统要实现的功能来决定。文章每个部分都给出了芯片选择的理由和硬件连接的原理图。系统软件部分包括USB固件程序、设备的驱

3、动程序和用户界面程序。USB固件程序在keilC中完成，实现C8051F320的初始化;设备驱动程序为用户界面程序提供了软件和硬件平台连接的通道，它由WindowsXPDDK和DriverStudio来开发;用户界面程序采用VB语言完成，在VB中调用驱动函数中的句柄来对硬件设备进行操作，实现数据的接收、保存、和显示功能。最后以函数发生器为对象对系统进行测试，从测试的结果中可得出此系统性能良好，能达到设计的预期效果。关键词：USB；数据采集；C8051F320；上位机；固件ABSTRACTWiththedevelopmentofinformationtechnology

4、andelectronictechnology，computersandotherelectronicdevicesalsodevelopfastandbeappliedwidely.Dataacquisitiontechnologyisusedinthescienceresearchfieldandlotsofmanufactureoccasionwhichrequireeveryparameterofdataacquisitionhigherandhigher.Traditionalcommunicationsstyleisstronglyrestrictedth

5、edevelopmentofdataacquisitiondevicesbecauseofslowtransmittingrate、weakanti-jammingability、inconvenientinstallationandsoon.NewgenerationUniversalSerialBushastheadvantagesofsmalltransmissionline、quicktransmittingrate、sustaininghot-plugandpull、easyextensibilityandsoonwhichsolvedtheproblems

6、oftraditionalcommunicationsstylewell.SoUniversalSerialBustechnologygainswideapplicationinthecomputersystemandcommunicationsdevices.ThisthesisanalysessystemconfigurationandcharacteristicsofUniversalSerialBus.Aimingattheshortagesoftraditionalbus，itputsforwardthesystemofDataacquisitionbase

7、donUSB.Thissystemhastheadvantagesofquicktransmittingrate、PlugandPlay、convenienttakingandsoon.TheWholesystemcontainstwoPartsthatarehardwaredesignandsoftwaredesign.Itrealizesfunctionsofdataacquisition、datatransition、datasaving、datadisplayanddataPrinting.Thehardwareofthesystemreal