基于ARM、USB2.0技术的生物信号采集系统

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1、西北工业大学硕士学位论文摘要摘要本课题主要利用USB总线技术、虚拟仪器技术、ARM单片机技术以及一些相关的软硬件技术，来研究基于USB接口的虚拟仪器生物信号采集系统。USB技术具有即插即用，使用方便的特点，USB(通用串行总线)接口广泛应用在各种PC外设中，2000年发布的USB2．0标准提供了480Mbps的传输速率，为高速设备的应用提供了可能。随着计算机的功能越来越强大，虚拟仪器(VirtualInstrument)技术也正在飞速发展。虚拟仪器编程环境是功能强大的工程应用软件，结合USB2．

2、0接口和虚拟仪器构成新型仪器获得了新的发展空间。为了将这两种技术一起融合在测试系统中，本课题进行了包括数据采集卡的电路设计、电路板的制作、单片机固件程序的编写与调试、Windows下的WDM设备驱动程序的调试、LabVIEW环境下的程序编写等大量的研究工作。通过电路综合调试，实现了数据由底层硬件传送至上位机应用程序的过程，完成了一个基于USB接口的虚拟仪器数据采集系统的雏形。本课题在这一研究中取得了预期的良好结果。本论文主要研究内容如下：(1)提出了一种基于PC机和USB总线接1：3电路实现虚拟

3、仪器的软、硬件系统方案；(2)设计采用ARM7内核微处理器为主控制单元。带有USB2．0接口的生物信号数据采集系统的硬件电路：(3)完成了USB控制器的固件程序、动态链接库程序和LabVIEW测试程序的编写和调试。并以LabVIEW7为上位机通信软件平台，构成完整的数据通讯交换系统，同时将整个系统联调成功，实现了一种基于Pc机和USB2．0接口电路的虚拟仪器。关键词：Am'd，USB2．0，USBWDM驱动程序，虚拟仪器西北l=业大学硕士学位论文Abs仃actAbs打actThisproject

4、mainlyusestheUSBtechnique，Virtualinstnnnentstechnique，MCUtechniqueandsomeothersoftwareandhardwaretechniquetobuildVirtualinstrumentssystembasedonUSB．USBpossessthecharactersofPlug-and—Playandconvenientusing．So，USBinterfacehasfoundwideapplicationsinvari

5、ousperipheralequipmentofPC．USB2．0specificationissuedin2000Canprovideaspeedof480Mbps，whichenablesapplicationsofhi曲一speedequipment．Withthedevelopmentofcomputertechnology,VisualInstrument(VI)basedonPCcomputerhasmadegreatprogress．VirtualInstrumentisapowe

6、rfulapplicationsoftwareengineering；therefore，combinationofUSB2．0interfaceandVIshouldbeaverypromisingidea．Forputtingbothoftheminthesignalacquisitionandprocessingsystem，theauthorhadaccomplishedcircuitdesign，circuitboardmaking，compilingfirmwareprogramof

7、MCU，compilingWDMprogram，LabVIEWprogramandSOon．Afterintegrationdebugging，ithasbeensuccessfultotransmitdatafrombottomhardwaretOapplicationsoflTwareandaccomplishtheinitialprototypeofvirtualinstrumentssystembasedonUSB．ThemainC01]tr／bufionsarcasfoltows：1，

8、AschemetorealizeVirtualInstrumentbasedonaPCcomputerandUSBinterfacecircuitboardisproposed，includingdesignandimplementationofitshardwareandsoftware；2．BuildabiologicalsignalacquisitionsystembasedonARM7coreprocessorandwithUSB2．0interface；3．Realizeaftenti