基于单片机和USB接口的数据采集系统设计.pdf

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1、《现代电子技术)2009年第4期总第291期计算机应用技术基于单片机和USB接口的数据采集系统设计李国柱(西安文理学院陕西西安710065)摘要：以EZ—USBFX2作为USB接口芯片设计一种数据采集系统。该系统应用EZ—USBFX2芯片构建单片机和主机的数据管道，接口符合USB2．0协议。详细介绍该系统的硬件组成和软件设计，包括FX2的固件设计和主机用户程序。EZ—USBFX2芯片工作在从属FIFO方式下，通过适当的配置可与单片机方便地进行连接，单片机可以像访问外部存储器一样访问FX2的端点。主

2、机应用程序通过USB接口向设备发送相应的命令来控制采样过程。该系统硬件扩展方便、编程简单。关键词：FX2；SlaveFIFO；USB；数据采集中图分类号：TP334文献标识码：B文章编号：1004—373X(2OO9)O4—065—03DesignofDataAcquisitionSystemBasedonSingleChipComputerandUSBInterfaceIIGuozhu(XianUniversityofArtsandScience，Xian，710065，China)Abstra

3、ct：AdataacquisitionsystemisdesignedbasedontheUSBinterfacechipEZ—USBFX2．ThesystemusesEZ—USBFX2chiptoformthedatapipelinebetweenmicroprocessorandcomputer．TheinterfaceconformstotheUSB2．0protoco1．EZ—USBFX2chipworksintheslaveFIFOway．Thechipcanbeconnectedwit

4、hmicropr0cessorconvenientlybysuitablecon—figure．ThemicroprocessorcanaccesstoFX2Sendpointbythesamewayasaccesstoexternalmemory．TheuserSapplicationprogramcontrolsthesamplingprocessthroughUSBinterfacebytransmissioncorrespondingcommandtotheequipment．Tothes

5、ystem，theexpansionofhardwareisconvenientandtheprogrammingissimple．Inthispaper，bothhardwaredesignandsoftwaredesignofthesystemarediscussedingreatdetail。includingthefirmwareofFX2anduserSapplicationprogramofthecomputerside．Keywords：FX2；SlaveFIFO；USB；dataa

6、cquisition在工业生产和科学技术研究中，常利用PC或工控现了基于单片机和USB2．0的数据采集系统。该系统可机对各种数据进行采集，以获得所需要的控制信息和实实现单通道模拟信号的采集，主机应用程序负责启动和验数据。传统的数据采集系统多以ISA，EISA或PCI插停止采样，采样间隔时间由主机应用程序设置调整，采样卡的形式完成数据传输，这种方式存在安装麻烦，受计算数据传给主机应用程序显示并保存。机插槽数量、地址、中断资源限制，可扩展性差等缺点[】]。1系统硬件设计由于通用串行总线(Univers

7、alSerialBus，USB)具有自动被系统识别，自动安装驱动程序、自行进行系统配置，以1．1系统硬件组成及支持不同速率的同步和异步传输方式，支持热插拔和整个系统的硬件结构如图1所示。AT89C52为主即插即用(PlugandPlay，PNP)等优点，已逐渐成为现代控单片机，负责控制A／D转换、上传采集数据、接收并数据传输的发展趋势。目前实现USB数据传送多采用执行主机的命令。CY7C68013为USB接口芯片。专用的USB接口芯片，文献[1，2]采用的PDIUSBD12可A／D转换芯片采用TI

8、公司生产的TLC549，AD780是支持USB1．1协议，文献[3]采用的接口芯片为USB100一款高精度参考电压芯片，可为TLC549提供2．5V或也仅支持USB1．1协议，文献[4]采用CP2102符合者3．0V的参考电压。系统+5V电源由主机的USBUSB2．0协议，其通用的驱动程序可将设备作为虚拟的接口提供，CY7C68013所需的电源为+3．3V，由+5VCOM端口设备进行操作，文献[5]采用Philips公司电源接稳压芯片AP1117提供，图中没有画出。ISP1581芯