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1、第8卷第1期实验科学与技术#57#基于LabVIEW的单片机USB数据采集系统设计蔡共宣(河南工业大学机电工程学院,郑州450007)摘要:以内置USB210控制器的单片机AT89C5131作为主控芯片设计了单片机USB数据采集系统。针对传统方法开发USB设备驱动程序难度较大的特点,在LabVIEW环境下基于NI-VISA技术开发了USB接口驱动程序,并通过LabVIEW编程实现了PC机与单片机之间的数据通信。关键词:单片机;USB总线;数据采集;NI-VISA技术;LabVIEW环境中图分类号:
2、TP274;TP36811文献标识码:A文章编号:1672-4550(2010)01-0057-03DesignofMCUUSBDataAcquisitionSystemBasedonLabVIEWCAIGong-xuan(SchoolofMechanical&ElectricalEngineering,HenanUniversityofTechnology,Zhengzhou450007,China)Abstract:AMCUUSBdataacquisitionsystemwasdesigned
3、,whichhadcontrollerUSB210inAT89C5131chip1Itisdifficulttode-velopUSBdevicedriver,usingatraditionalmethod1Thus,onedevelopsaUSBdriverbasedonNI-VISA(VirtualInstrumentSof-twareArchitecture)inLabVIEWenvironment,whichcanrealizethedatacommunicationbetweentheP
4、CandMCU1Keywords:MCU;USB;dataacquisition;NI-VISA;LabVIEW1引言2系统组成及固件设计通用串行总线(UniversalSerialBus,USB)自从211系统组成诞生以来其发展速度异常惊人。USB协议从111过采用单片机设计基于USB的数据采集系统通渡到210,其设备传输速度也从115Mb/s的低速常有两种方案可供选择,即采用单片机与USB接和12Mb/s的全速提高到如今的480Mb/s的高度。口芯片和采用带USB接口的单片机。前者构成的系统结
5、构较为复杂,设计和调试也较麻烦,但开发USB作为过去几年里计算机和嵌入式领域的热点,资源比较丰富。而后者单片机功能较强,构成的系推动了计算机外设的飞速发展,同时也将把计算机[2]统结构简单,但需专门的开发系统。和嵌入式领域的学术研究带入更为深入的层次。这本系统采用后者完成数据采集方案的设计。整是由于USB总线的数据传输率高,支持即插即用,个系统由PC主机、带USB接口的单片机和A/D使用方便,并且USB能够连接127个外设,因此转换器组成。单片机系统接收主机发送的指令并对USB总线在数据采集系统中
6、应用得越来越广泛。信号进行采集,当采集到一定数量的数据时就把采USB驱动程序设计是USB数据采集系统的重集到的数据通过USB总线传送到PC主机。基于要环节。传统的USB驱动程序开发常采用WindowsUSB总线的数据采集系统结构组成如图1所示。DDK(设备驱动程序开发包)或第三方开发工具(如DriverStudio)等,DDK是最底层的驱动程序开发软件,开发难度较大。而在LabVIEW环境下通过NI-VISA(VirtualInstrumentSoftwareArchitec-ture)开发USB
7、驱动程序完全避开了传统方法的复图1USB数据采集系统结构组成[1]杂性,因而降低了开发难度。系统以内置USB210控制器的单片机AT89C5131作为主控单元,通过ADC0804进行数收稿日期:2009-08-26据采集。AT89C5131是ATMEL公司推出的内置作者简介:蔡共宣(1957-),男,副教授,主要从事机械制造、机电一体化、测控技术、嵌入式系统应USB控制器的8位单片机,拥有80C52X2内核,用等研究。32KB的片内flash,通过USB实现在系统编程ISP#58#实验科学与技术2
8、010年2月(InSystemProgramming),支持USB111和USB210对USB主机读写请求的响应,并通过向USB设备协议。ADC0804是一款8位模数转换器,为CMOS发送标准请求来获得USB设备的配置和设备信息逐次逼近型ADC,具有三态门控制输出,最大误以及根据这些信息对USB进行资源分配和配置。差为正负1LSB,转换时间为100Ls。采用在此将输入、输出端口配置成为BULK类型。AT89C5131单片机和ADC0804模数转换器组成的3基于NI-VISA的USB
