USB數(shù)字I-O模塊硬件設(shè)計.pdf

1、USB數(shù)字I/O模塊實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)發(fā)送和采集，以及深度存儲控制和觸發(fā)功能。它不僅能夠向被測設(shè)備快速發(fā)送不同模式的激勵信號，還可用不同的方式快速采集被測設(shè)備返回的數(shù)據(jù)。本設(shè)計研制的USB數(shù)字I/O模塊，實(shí)現(xiàn)了64通道獨(dú)立雙向輸入輸出，并帶有存儲功能，每個通道的最大存儲深度為512kbits，數(shù)據(jù)傳輸速率最快可達(dá)50MHz。數(shù)據(jù)發(fā)送模式多樣，可為單次、循環(huán)、離散電平發(fā)送數(shù)據(jù)。在觸發(fā)方面實(shí)現(xiàn)了上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)、隨機(jī)觸發(fā)。文章重點(diǎn)從硬件電

2、路的搭建、數(shù)字邏輯電路的設(shè)計兩個方面，對USB數(shù)字I/O模塊的硬件設(shè)計做了詳細(xì)的介紹。完成的主要工作有以下幾個方面：
　　1.硬件電路設(shè)計。重點(diǎn)論述了USB接口電路、控制器電路、數(shù)據(jù)存儲電路、雙向電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計。并對印制板繪制過程中遇到的問題進(jìn)行了分析總結(jié)。在USB總線接口電路中，采用技術(shù)成熟的USB接口專用芯片，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性，降低了成本。
　　2.數(shù)字邏輯電路設(shè)計。USB數(shù)字I/O模塊的關(guān)鍵在于對外部

3、多片存儲器的快速讀、寫操作。在可編程邏輯器件內(nèi)部，利用硬件描述語言構(gòu)建嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)了對多片外部靜態(tài)存儲器各種模式的讀、寫操作。重點(diǎn)對時鐘電路模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、計數(shù)器模塊的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，實(shí)現(xiàn)了不同數(shù)據(jù)量、不同頻率、不同模式的數(shù)據(jù)發(fā)送和采集。
　　3.軟、硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試驗(yàn)證所有功能和各項(xiàng)指標(biāo)。測試結(jié)果表明，USB數(shù)字I/O模塊工作正常，上位機(jī)可以良好的控制I/O模塊，實(shí)現(xiàn)了所有功能并滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求，