新型USB2.0多功能数据采集系统.pdf

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1、2012正仪表技术与传感器2012第5期InstrumentTechniqueandSensorNo．5新型USB2．0多功能数据采集系统袁月峰，柳静，吴超海(中国计量学院，浙江杭州310018)摘要：根据比例电磁铁静动态特性测试的要求，设计了一种新型USB2．0接口多功能数据采集系统。采用第5代USB2．0接口芯片FT2232H，利用其特有双CPU—FIFO接口特性和两片dsPIC33FJ64MC804单片机构成双CPU采集控制系统，可同时实现连续批量A／D数据采集和高精度动态波形D／A信号同步输出，此外

2、还具有高分辨PWM输出和l6位编码器计数器功能。分别设计了单片机固件程序和上位机采集函数动态链接库DLL．该数据采集系统不但能够满足比例电磁铁静动态性能测试要求，还可用于多种其他测试采集需求。关键词：数据采集；USB2．0；FT2232H；比例电磁铁中图分类号：TP274+．2文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)05—0049—03NewTypeofUSB2．0Multi-functionDataAcquisitionSystemYUANYue—feng，LIUJing，WUChao—ha

3、i(ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，Cmna)Abstract：AUSB2．0muhifunctiondataacquisitionsystemwasproposedbasedonthestaticanddynamiccharacteristicsmeasurementrequirementforproportionalsolenoid．Basedon5thgenerationUSB2．0connectionchipFT2232H，twodsPIc33FJ64MC

4、804MCUformeddoubleCPUacquisitionandcontrolsystemusingFT2232H’SuniquedoubleCPU—FIFOcon—nectionmode．SimultaneousbulkA／DsamplingandhighprecisionwaveD／Aoutputscanberealized．Otherfunctionsincludehi}ghresolutionPWMoutputsandquadratureencoderinterface．MCUfirmware

5、andPCdriverDLLsweredeveloped．Thissystemissuitforproportionalsolenoidperformancetest，andCanbeappliedinmanyothermeasurementsituations．Keywords：dataacquisition；USB2．0；FT2232H；proportionalsolenoid0引言串口VCP和D2XX两种驱动程序j，免去了复杂的USB驱动随着USB2．0技术的发展和普及，便携式USB数据采集系程序开发

6、过程。统得到广泛的重视和应用⋯。现有的USB数据采集系统大多1．2采集系统结构方案仅能实现A／D数据采集、低速D／A输出、开关量输入输出和少在比例电磁铁性能测试系统设计中，USB采集卡需要具有量简单的定时／计数器功能等。在比例电磁铁性能测试系统的功能是连续批量A／D数据采集，D／A能够精确输出常见方中，要求不但能够测试其静态特性，还往往需要采用阶跃和正波和正弦等激励信号，增量式编码器计数器接口，用于光栅位弦信号激励，并高速采集比例电磁铁动态响应数据I3。针对移传感器测量，脉宽调制(PWM)信号输出，用于步进

7、电机或伺此类测试需求，文中提出了一种新型USB2．0接口多功能数据服电机驱动等。这些特殊功能需求是常见USB数据采集卡所采集系统，采用FTDI公司最新第5代USB2．0接口芯片不具备的。利用FT2232H提供的双路CPU模式FIFO，外部扩~r2232H，利用其特有的双CPU总线接口，外接两个高速l6位展两个单片机MCU，分别实现上述功能，并开发相应驱动函数单片机，能够同时实现连续批量A／D数据采集和同步D／A高库即可完美实现任务要求。精度波形信号输出，解决了现有USB数据采集卡无法实现的动单片机选用16位

8、数字信号处理器dsPIC33FJ64MC804。该态响应测试问题。单片机资源丰富，功能强大，指令执行速度40MIPS，具有PMP1硬件设计接口，5个16位定时／计数器，4路16位分辨率PWM，2路16位1．1FT2232H芯片简介正交编码器接口，非常适合项目需求。F'r2232H是第5代USB—UART／FIFO接口器件，支持A／D转换器选用LTC1856，16位分辨率，±10V量程，8通480Mb／s的USB2