基于单片机和usb接口的数据采集系统设计_学位论文

基于USB的数据采集系统设计摘要：本文针对高速数据采集器的需要，设计了基于USB的数据采集器。

设计工作包括硬件设计和软件设计两部分，硬件部分本系统选用了ATMEL公司的单片机AT89C5131作为微控制器，负责接收由AD转换得到的数字量数据，并通过其内置的USB控制器实现单片机和PC机之间的USB数据通信。

AT89C5131是ATMEL公司推出一款新型带有USB微控制器的芯片。

有较快的处理速度和较大的存储容量,有在系统可编程的功能,是USB接口设计的理想选择。

关键词：数据采集，USB，AD，AT89C5131，Abstract: In this paper, the need for system designed USB-based data acquisition. Design, including and software design in two parts, AT89C5131 microcontroller microcontroller to receive the A D conversion by the digital data, and through its built-in USB Controller Between the microcontroller and PC, USB data communication. ATMEL AT89C5131 is a new company launched with a USB micro-controller chip.A faster processing speed and large storage capacity, there is in-system programmable functions, is ideal for USB interface design.Keywords: data acquisition，USB，A D, AT89C51, LED目录1 前言……………………………………………………………………………… (1)2 整体方案设计…………………………………………………………………………………22.1方案比较…………………………………………………………………………… (2)2.2方案选择 (3)3 单元模块设计…………………………………………………………………………………33.1元器件选择………………………………………………………………………………33.2特殊元器件介绍 (3)3.2.1AT89C5131介绍 (3)3.2.2 ADC0809 介绍 (4)3.3单元模块功能介绍 (5)3.3.1 AT89C5131USB接口电路 (5)3.3.2AD转换接口电路 (6)3.3.3外接存储器接口电路 (9)3.3.4系统外围电路模块 (11)4 软件设计……………………………………………………………………………… (11)4.1固件程序设计 (11)4.2USB设备驱动程序设计 (13)5结论……………………………………………………………………………… (14)参考文献……………………………………………………………………………… (15)附录1：电路总图………………………………………………………………………………161 前言现代工业生产领域和科学研究中往往都需要采集数据，并对采集到的数据进行分析和处理。

湖南人文科技学院
本科生毕业论文档案材料
题目：基于USB的数据采集系统的设计学生姓名：邹宇学号07421247
系部：通信与控制工程系
专业年级：0 7级自动化二班
指导教师：姚毅
湖南人文科技学院教务处制
注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优秀，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为不及格；2.此表用于指导教师对毕业论文成绩的评定。

注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优秀，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为不及格；2.此表用于评阅教师或专家对毕业论文的成绩评审。

组评定成绩综合评定。

基于STM32F103芯片的USB接口的研究与实现一、本文概述随着科技的飞速发展，USB接口作为一种便捷、高效的数据传输方式，在电子设备中得到了广泛应用。

STM32F103芯片作为STMicroelectronics公司推出的一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，具有高性能、低功耗、易于编程等优点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。

本文将围绕STM32F103芯片的USB接口展开研究，详细探讨其原理、设计与实现方法。

本文首先介绍了STM32F103芯片的基本特性和USB接口的基本原理，包括USB协议栈、数据传输方式等。

接着，对STM32F103芯片的USB 接口硬件设计进行了详细描述，包括硬件电路的选择、接口电路设计、电源管理等。

在软件设计方面，本文详细介绍了USB驱动程序的开发过程，包括驱动程序的架构、主要功能实现以及关键技术的处理等。

为了实现STM32F103芯片与USB设备之间的数据传输，本文还设计了基于USB HID类设备的通信协议。

该协议利用USB HID类设备的通用性，实现了STM32F103芯片与USB设备之间的无缝连接和数据传输。

本文还通过实验验证了USB接口设计与实现的正确性，并分析了在实际应用中的性能表现。

本文总结了STM32F103芯片USB接口的研究与实现过程，指出了其中存在的不足之处，并对未来的研究方向进行了展望。

通过本文的研究，旨在为嵌入式系统开发人员提供一种基于STM32F103芯片的USB接口设计与实现方案，推动嵌入式系统中USB接口技术的进一步发展。

二、STM32F103芯片USB接口基础知识STM32F103芯片是STMicroelectronics公司生产的一款基于ARM Cortex-M3核心的微控制器，它集成了丰富的外设接口，其中包括USB 接口。

对于STM32F103来说，其USB接口主要基于USB 0标准，提供了高速的数据传输能力。

STM32F103的USB接口主要由以下几个部分构成：USB外设控制器、USB收发器以及USB的电源管理。

基于单片机和USB接口技术的高速数据采集系统的设计摘要数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品实现灵活的、用户自定义的测量系统。

数据采集包括从信号源采集信号，将其进行数字化，存储分析并传递到个人PC上。

通用串行总线(USB)作为一种新的微机总线接口规范．具有便捷、易扩展、低成本、低干扰等特点，非常适合作为主机和外设之间的通信接口。

USB为数据采集设备/仪器与PC机之间的连接提供了一个费用低廉且简单易用的方案。

USB通讯技术的出现，使高传输速度、强纠错能力、易扩展性、方便的即插即用，有机的结合在一起。

USB技术虽然出现的时间并不长，但是由于它的种种优点，被越来越多的厂商和用户所接受.本次毕业设计(论文)设计了一种基于单片机和USB的高速数据采集系统的硬件及固件PDIUSBD12程序设计方案。

关键词数据采集系统；usb接口；单片机4.7.8. acquisition uses a combination of PC-based measurement hardware and software to provide a flexible, user-defined measurement system. Data acquisition involves gathering signals from measurement sources and digitizing the signal for storage, analysis, and presentation on a personal computer (PC).As a new interface Specification．the Universal Serial Bus (USB) has the advantages of convenient、expansibility、low cost and anti—disturbance．So it is fit for the communication interface between the host and available peripherals USB delivers an inexpensive, easy-to-use connection between data acquisition devices/instruments and PCs. USB communication technology can enable high-speed, strong error-correcting capabilities, easy extensibility, plug-and-play convenience, combined with organic. USB technology is not even in the face of a long time, but because of its many advantages, more and more accepted by manufacturers and users. This thesis introduce to the hardware and software design for the high speed dataacquisition system based on Single chip micro computer and USB.Key words data acquisition；universal serial bus interface；Single chip micro computer目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1研究的背景及目的 (1)1.2国内外研究现状及已有成果 (1)课题的研究方法和内容 (2)第2章总体方案设计 (3)2.1芯片比较 (3)2.1.1单片机选型 (3)2.1.2USB接口芯片的选择 (3)系统的原理及其组成 (5)第3章系统的程序设计 (7)系统的硬件设计 (7)3.1.1P DIUSBD12的性能特点和内部结构 (7)3.1.2 P DIUSBD12的端点描述 (9)3.1.3 P DIUSBD12的指令集 (10)3.1.4 P DIUSBD12的管脚配置 (11)3.1.5 A/D与单片机接口电路 (13)3.1.6 P DIUSBD12与单片机接口电路 (14)3.2.2 P DIUSBD12固件编程的结构 (15)3.2.8 USB设备驱动程序的调用 (17)第4章方案设计的分析及本研究的创新策略 (18)方案的可行性、实验过程、数据的处理及分析 (18)4.1.1系统硬件设计分析 (19)4.1.2系统软件设计分析 (19)本次设计的创新与改进 (20)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录A (24)第1章绪论1.1研究的背景及目的信息技术与电子技术的迅猛发展，使得计算机和外围设备也得到飞速发展和应用。

基于单片机和USB接口的数据采集系统设计
李国柱
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2009(32)4
【摘要】以EZ-USB FX2作为USB接口芯片设计一种数据采集系统.该系统应用EZ-USB FX2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-USB FX2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.
【总页数】4页(P65-67,75)
【作者】李国柱
【作者单位】西安文理学院,陕西,西安,710065
【正文语种】中文
【中图分类】TP334
【相关文献】
1.基于CH375USB接口和MSP430单片机的数据采集设计 [J], 何晓坤;李秀娟
2.基于AVR单片机与USB接口的高速多道核数据采集系统 [J], 杨全玖;张大伟;马冰;吕宗芳;赵书俊;吕运朋
3.基于虚拟仪器和PIC单片机的USB接口数据采集系统设计 [J], 贾佳
4.基于CH376USB接口和MSP430单片机的数据采集系统 [J], 谢志英;郑立评;寇
应展
5.基于USB接口的CCD数据采集系统设计 [J], 傅思勇;符茂胜;裴明敬
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河南科技学院2009届本科毕业论文（设计）论文题目：基于USB总线和89C51单片机的数据采集系统设计学生姓名：董学亮所在院系：机电学院所学专业：应用电子技术教育导师姓名：孔晓红张素君完成时间：2009年 5 月20日摘要本文介绍了基于USB总线的数据采集设备的开发法，包括数据采集硬件设计、USB总线的硬件设计，同时也简单的介绍了设备固件设计、基于USB的远程数据采集。

89C51通过对多路采集模块进行控制,选出一路通道的数据寄存在单片机，再通过USB芯片将89C51采集到的数据上传给上位机。

关键词：数据采集，89C51，通用串行总线Based on the USB bus and 89C51 single-chip data acquisitionsystem designAbstractThis paper introduces the acquisition based on USB bus-based data acquisition, including the data acquisition hardware design and USB bus of the hardware design. Also introduces USB-based remote data acquisition system and firmware design. 89C51 selects the way data storage channel in the single-chip by controlling multi-channel module, and then the data collected by 89C51 upload to the host computer. through the USB chipsKey word: Data Acquisition, 89C51 Single-chip, Universal Serial Bus目录1 引言 (1)2 总体方案设计 (1)2.1 设计思路 (1)2.2 设计方框图 (1)3 数据采集设计 (2)3.1 模拟信号的多路选择 (2)3.2 多路开关原理 (2)3.3 A/D转换介绍 (3)3.3.1 分辨率 (3)3.3.2 误差和精度 (4)3.3.3 转换速率 (4)3.3.4 A/D转换的方法 (4)3.4 数据采样电路 (4)4 单片机介绍 (6)4.1 单片机的基本组成 (6)4.2 单片机引脚及功能 (6)5 USB接口电路设计 (7)5.1 USB芯片内部结构 (8)5.1.1 端点0 (8)5.1.2 端点1 (9)5.1.3 端点2 (9)5.1.4 外部固件参考流程 (9)5.2 USB芯片与单片机的接口电路 (10)5.3 USB设备驱动程序设计 (11)6 应用程序设计 (12)7 设备固件设计 (13)8 远程数据采集系统设计 (14)9 结束语 (15)致谢 (15)参考文献 (15)附录一整体电路图 (17)附录二CH375芯片管脚 (18)附录三程序清单 (19)1 引言在工业生产和科学技术研究过程中，常常需要对各种数据进行采集，现在常用的数据采集方式是在PC 机或工控机内部安装数据采集卡，如A/D 卡、RS-422卡及RS-485卡。

基于USB接口的数据采集系统设计摘要：以自行开发的基于USB接口的数据采集系统为例，介绍了USB接口的硬件和软件开发过程。

关键词：USB 数据采集 PDIUSBD12１ＵＳＢ协议和芯片选择理解好ＵＳＢ协议是ＵＳＢ系统开发的第一步。

ＵＳＢ协议版本包括１.０、１.1和２.０，ＵＳＢＯＴＧ是对２.０版本协议的补充。

虽然ＵＳＢ协议内容繁多且复杂，然而，对ＵＳＢ开发影响较大的却只是少数部分，以下对协议版本１.１[１]中这些部分进行介绍。

１.１ＵＳＢ协议一般，每个ＵＳＢ设备由一个或多个配置控制其行为。

使用多配置原因是对操作系统的支持；一个配置由接口组成；接口则是由管道组成；管道与ＵＳＢ设备的端点对应，一个端点可以配置为输入输出两个管道。

在固件编程中，ＵＳＢ设备、配置、接口和管道都用描述符报告其属性。

图１为ＵＳＢ多层次通信模型。

端点０默认配置为控制管道，用来完成所规定的设备请求(ＵＳＢ协议第九章)。

其它端点可配置为数据管道。

对开发而言，主要的大数据传输都是通过数据管道完成的[２]。

ＵＳＢ传输类型包括批量传输、等时传输、中断传输和控制传输，每种传输类型的传输速度、可靠性以及应用范围都不同[３]。

控制传输可靠性是最高的，但速度最慢；等时传输速度快，满足实时性，但可靠性低。

在具体应用中，端点传输类型可根据传输速度和可靠性选择。

在ＵＳＢ通信协议中，主机取得绝对主动权利，设备只能是“听命令行事”，通过一定的命令格式完成通信。

ＵＳＢ设备请求包括标准请求、厂商请求和设备类请求。

设备的枚举是标准请求命令完成的；厂商请求是用户定义的请求；设备类请求是特定的ＵＳＢ设备类发出的请求，例如海量储存类、打印机类和ＨＩＤ类。

固件编程中设备请求必须遵循一定的格式，包括请求类型、设备请求、值、索引和长度。

１．２ＵＳＢ接口芯片选择ＵＳＢ接口芯片的类型有按传输速度的高低：低速和全速(１２Ｍｂｐｓ)可选ＵＳＢ１．１接口芯片，例如Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＰＤＩＵＳＢＤ１２和Ｃｙｐｒｅｓｓ公司的ＥＺ－ＵＳＢ２１００系列；高速可选ＵＳＢ２．０接口芯片，例如Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＩＳＰ１５８１和Ｃｙｐｒｅｓｓ公司的ＣＹ７Ｃ６８０１３。

摘要：以EZ－USB FX2作为USB接口芯片设计一种数据采集系统。

该系统应用EZ－USB FX2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－USB FX2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；Slave FIFO；USB；数据采集中图分类号：TP334 文献标识码：B 文章编号：1004－373X(2009)04－065－03Design of Data Acquisition System Based on Single Chip Computer and USB InterfaceLI Guozhu (Xi′an University of Arts and Science,Xi′an,710065,China)Abstract：A data acquisition system is designed based on the USB interface chip EZ－USB FX2.The system uses EZ－USB FX2 chip to form the data pipeline between microprocessor and computer.The interface conforms to the USB2.0 protocol.EZ－USB FX2 chip works in the slave FIFO way.The chip can be connected with microprocessor conveniently by suitable configure.The microprocessor can access to FX2′s endpoint by the same way as access to external memory.The user′s application program controls the sampling process through USB interface by transmission corresponding command to the equipment.To the system,the expansion of hardware is convenient and the programming is simple.In this paper,both hardware design and software design of the system are discussed in great detail,including the firmware of FX2 and user′s application program of the computer side.Keywords：FX2;Slave FIFO;USB;data acquisition在工业生产和科学技术研究中，常利用PC或工控机对各种数据进行采集，以获得所需要的控制信息和实验数据。

数据采集系统USB接口的实现自动化专业学生XXX指导教师XXX摘要：USB通用串行总线是一种新型的微机接口规范，随着客户对系统的数据采集速度要求的不断提高，USB以其易于扩展、速度快、方便使用等优点越来越多的应用于数据采集系统中。

本文论述了一种基于USB总线的数据采集系统的设计方法，通过对USB协议和设备构架的充分理解，对以单片机AT89C52和USB接口芯片CH372为核心的数据采集系统进行了硬件设计，并在此设计的基础上给出相应的电路原理图。

硬件设计主要解决的是CH372、TLC549和TLC5620与单片机之间的接口电路问题；USB软件设计由USB设备固件程序、设备驱动程序以及主机应用程序三部分组成。

本系统充分展现了USB总线安装方便、使用方便、功能齐全等优点。

关键词：USB通用串行总线；单片机；数据采集系统Realize of Data Acquisition System Based on USBStudent majoring in Automation XXXTutor XXXAbstract：USB Universal Serial Bus is a new type of computer interface specification. With customers on the system data acquisition speed requirements continue to increase, more and more USB was used in data acquisition systems with its easy to expand, fast, easy to use, etc.. This paper discussed a USB-based data bus acquisition system design approach, through the USB protocol and device architecture fully understanding, AT89C52 micro controller and USB interface chip CH372 as the core of the data acquisition system hardware design, and the corresponding circuit diagram on the basis of this design. The hardware design is mainly to solve the problem of the interface circuit CH372, TLC549 and TLC5620 communicated with micro controller; USB software was designed by the USB device firmware, device drivers, and the host application consists of three parts The system has the advantage of USB bus to install, easy to use, full-featured, etc..Key words：USB bus；Data collection；MCU1 绪论1.1 课题背景和研究意义在工业生产中，往往需要使用PC机进行各种数据采集和处理，如温度和压力。

XX大学毕业设计（论文）毕业设计论文基于单片机和USB接口的数据采集系统设计基于单片机和USB接口的数据采集系统设计摘要通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是一种新型的微机总线接口规范。

随着客户对系统数据采集速度要求的不断提高，USB以其使用方便、易于扩展、速度快等优点而越来越多的应用于数据采集系统中。

本文介绍了一种基于USB总线的数据采集系统的设计方法，采用PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12与单片机AT89C51进行通信，并和PC机通信。

该系统用传统的USB总线取代了RS232串行总线，通过对USB协议和设备构架的充分理解，对以单片机89C51和USB接口芯片PDIUSBD12为主的数据采集系统进行了硬件设计和软件编程，并在此设计的基础上给出相应的原理图。

硬件设计主要解决的是PDIUSBD12和ADC0809与单片机之间的接口电路问题，软件编程大致分为三部分:一是为满足D12在USB上的最大传输速率而编写的固件程序;二是在PC机中的Windows 2000工作环境下编写USB设备驱动程序；三是充分了解D12的主要功能特点，并编写出应用程序。

通过该数据采集系统，我们可以对USB协议有很深刻的理解，对D12接口芯片有很熟练的应用，能更好领悟USB接口的优势。

关键词：单片机；USB；数据采集；固件XX大学毕业设计（论文）Design of Data Acquisition System Based on Single Chip Computerand USB InterfaceAbstractUniversal Serial Bus is a new specification for microcomputer bus interface. With the continuing advance of the clients' demand for the speed of a data collection system, USB is more and more widely used in data collection system for its advantages such as convenience, expanding port with ease and high speed etc.This paper presents a USB-based data acquisition system design methods, PHILIPS companies using the USB interface chip with PDIUSBD12 Progressive AT89C51 OK communication, and communication and PC. The system using traditional USB replace the RS232 serial bus, Through the USB framework agreement and equipment with the full understanding, right to 89 C51 microcontroller and USB interface chip PDIUSBD12-based data acquisition system for the hardware pieces of software design and programming, and in this design is given on the basis of the corresponding diagram.The main solution of Hardware design is the Connection between PDIUSBD12 and ADC0809 with the interface between the microcontroller circuit,The software programme mainly includes: the fireware code in need of D12's maximum transmission rate; USB device driver and client application under the circustance of Win2000 operation system in computer. After this data collection system,we can understand the USB protocol profoundly and apply the interface chip-PDIUSBDI2 proficiently. In all, the advantages of this interface technique may helps to your design arrangement.Keywords: MCU;USB;data collection; firmware基于单片机和USB接口的数据采集系统设计目录引言 ............................................................. - 1 -第1章绪论 .......................................................... - 2 -1.1课题的背景. (2)1.2课题的研究意义与现状 (2)1.3系统的设计方案 (4)第2章 USB协议简介................................................... - 5 -2.1USB传输要件 .. (5)2.2USB总线协议层 (5)2.3USB的传输结构 (6)2.4USB总线枚举过程 (8)2.5USB的设备描述符 (10)2.6USB请求 (11)第3章数据采集系统的硬件设计....................................... - 12 -3.1硬件系统的结构.. (12)3.2芯片选择 (12)3.2.1 ADC0809 ................................................... - 12 -3.2.2 AT89C51 ................................................... - 14 -3.2.3 PDIUSBD12 ................................................. - 16 -3.2.4X25045 (18)3.3单片机最小系统 (19)3.3.1单片机的时钟电路 (19)3.3.2单片机的复位电路 (19)3.4 电源电路 ...................................................... - 21 -3.5 看门狗电路 .................................................... - 21 -3.6接口硬件电路设计 (22)3.6.1 A/D与单片机接口电路...................................... - 23 -3.6.2 PDIUSBDI2与单片机接口电路................................. - 23 -第4章数据采集系统软件设计......................................... - 24 -4.1A/D转换时序控制 .. (24)4.2固件的开发 (25)4.3采用PDIUSBD12的固件设计 (26)4.3.1 固件编程的主要工作 ........................................ - 26 -4.3.2 PDIUSBD12固件程序的编写.................................. - 26 -4.4固件结构.. (27)4.5固件的编程实现 (28)4.5.1 底层函数 .................................................. - 28 -4.5.2 命令接口 .................................................. - 29 -4.5.3 中断服务程序ISR.C......................................... - 31 -4.5.4 主循环 .................................................... - 32 -4.6USB设备驱动程序 .. (32)XX大学毕业设计（论文）4.6.1USB设备应用程序设计 (33)第5章调试 ......................................................... - 36 -5.1硬件调试.. (36)5.2软件调试 (36)结论与展望 .......................................................... - 37 -致谢 ............................................................ - 38 -参考文献 ............................................................ - 39 -附录A 系统总图 ....................................................- 40 -附录B 外文文献及译文............................................... - 41 -附录C 主要参考文献及摘要........................................... - 46 -附录D 源程序 ......................................................- 48 -基于单片机和USB接口的数据采集系统设计插图清单图2.3.1 控制传输结构示意图.......................................................................................错误！未定义书签。

基于单片机实现数据采集的设计摘要：本论文的目的就是设计实现一个具有一定实用性的实时数据采集系统。

本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计。

数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有非常重要的作用。

数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89C51 来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D 模数转换模块，显示模块，和串行接口电路。

本系统能够对8 路模拟量，8 路开关量和1 路脉冲量进行数据采集。

被测数据通过TLC0838 进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口MAX232 传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LCD 显示器来显示所采集的结果。

对脉冲量进行采集时，通过施密特触发器进行整形后再送入单片机。

本文对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。

关键词：数据采集AT89C51 单片机TLC0838 MAX232TP274 ：A ：1003-9082 （2017） 02-0298-01前言数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。

数据采集技术广泛应用在各个领域。

近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。

本文设计的数据采集系统，它的主要功能是完成数据采集、处理、显示、控制以及与PC 机之间的通信等。

在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D 是将模拟量转换为数字量的器件，他需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换误差等等。

而单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。

本系统对数据采集系统体系结构及功能进行分析，设计并实现采用单片机为核心，扩展电源电路、复位电路、LCD 接口电路等，并配有标准RS-232 串行通信接口。

基于USB的数据采集系统设计及实现基于USB的数据采集系统设计及实现1 引言在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域，都存在着数据的测量与控制问题，常常需要将外部的温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集。

目前常用的数据采集方式是通过数据采集板卡，常用的有ISA总线，PCI总线，422，485等接口形式的A／D采集卡，这种板卡不仅安装麻烦，而且易受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制。

通用串行总线（UniversalSerialBus，USB）的出现，很好地解决了以上问题。

本文所设计的就是基于USB总线的快速12 b 的数据采集系统。

2 USB总线简介USB总线是Intel，DEC，Microsoft，IBM等公司联合提出的一种新的串行总线接口规范，是为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而制定的一种串行通信标准。

USB具有较高的传输速度：USB协议1．1支持低速（1．5 Mb ／s）和全速（12 Mb／s）2种传输模式，而2．0协议支持的速度提高到480 Mb／s。

他的数据传输速度比标准串／并口高，且具有使用简单、支持即插即用、易于扩展等特点。

USB接口采用4线电缆，其中2根信号线，1根电源线和1根地线，电源线可以向外设提供最大5 V，500 mA的电流。

USB接口有4种传输方式：控制传输、批量传输、终端传输和同步传输，可以满足不同传输的需要。

3 USB接口的数据采集系统的设计实现整个系统主要由4部分组成：USB接口芯片及外围电路、控制电路、数据缓冲电路和A／D转换电路。

USB接口芯片选择了Cypress公司的EZ-USB 2131Q，该芯片内嵌8051控制器，因此整个系统以EZ-USB控制器为核心，由EZ-USB经控制电路实现对A／D转换电路和数据缓冲电路的控制，模拟信号转换后的数据送入数据缓冲器，当数据缓冲器存满之后，通知EZ-USB控制器，由主机取出数据。

整个系统框图。