嵌入式USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制.pdf

1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究涉及采集數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、傳輸、處理以及控制等，是信息科學(xué)的一個(gè)重要組成部分，廣泛地應(yīng)用于虛擬儀器、智能儀器、信號(hào)處理等領(lǐng)域。USB(通用串行總線)具有體積小、支持即插即用、速度高等優(yōu)點(diǎn)，隨著USB應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，人們希望USB能應(yīng)用在各種嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中，尤其是嵌入式數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。將USB接口應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)USB點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，不但具有較好的理論意義，而且具有較大的實(shí)用價(jià)值。 本文主要研制了

2、嵌入式USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)USB接口將USB數(shù)據(jù)采集卡(USB設(shè)備)采集的數(shù)據(jù)傳輸給嵌入式USB主機(jī)(USB主機(jī))。USB數(shù)據(jù)采集卡的微控制器采用P89C58X2FN，數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用MAXl247，USB接口芯片采用PDIUSBDl2。嵌入式USB主機(jī)的主控制器采用LPC2138，USB主機(jī)芯片采用ISPll60，軟件基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-II 2.52。嵌入式USB主機(jī)通過(guò)USB接口讀取USB數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)，從

3、而實(shí)現(xiàn)USB接口的嵌入式應(yīng)用。 本文首先闡述USB通信原理、USB數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)、USB設(shè)備架構(gòu)、USB主機(jī)架構(gòu)等理論知識(shí)。接著提出了嵌入式IJSB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，以及硬件和軟件的設(shè)計(jì)思想。然后從硬件和軟件兩個(gè)方面介紹了USB數(shù)據(jù)采集卡和嵌入式USB主機(jī)的研制過(guò)程。USB數(shù)據(jù)采集卡的硬件設(shè)計(jì)中，微控制器與AD之間采用SPI通信，與PDIUSBDl2之間通過(guò)并行口PO交換數(shù)據(jù)。USB數(shù)據(jù)采集卡的軟件設(shè)計(jì)中，USB固件程序采用

4、C語(yǔ)言編程，AD控制程序采用匯編語(yǔ)言編程和模擬SPI通信，數(shù)據(jù)采集采用中斷方式，數(shù)據(jù)傳輸采用雙緩沖區(qū)交替發(fā)送。嵌入式USB主機(jī)硬件設(shè)計(jì)中，主控制器與ISPll60之間通過(guò)并行口(16bits)交換數(shù)據(jù)。嵌入式USB主機(jī)的軟件設(shè)計(jì)中，采用C語(yǔ)言編程，USB主機(jī)棧包含主機(jī)控制器(HCD)和USB驅(qū)動(dòng)程序(USBD)，USB主機(jī)通過(guò)PID(產(chǎn)品ID)和VID(廠商ID)識(shí)別USB數(shù)據(jù)采集卡，主機(jī)和設(shè)備之間采用批量傳輸類型。最后，將USB數(shù)據(jù)采