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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USB接口的数据采集系统设计摘要：基于USB的车辆测试数据传输系统的原设计方案不便于跨操作系统平台应用。
无法实现与计算机和外接USB存储设备的双向通信、驱动安装、偶尔故障等。
针对上述问题，本文提出了一种车辆测试数据传输系统驱动免费USB主从的设计方法。
该方法以USB接口芯片CH378为核心设计USB主从传输系统，通过特殊的USB主从状态电路，通过嵌套USB2实现USB主从模式的自动切换。
0协议、USBMassStorage协议、FAT32文件系统协议实现了无需驱动即可获取测试数据的功能。
本文主要介绍了新型车辆测试数据传输系统的总体设计方案、CH378硬件接口电路、USB主从状态电路以及USB从模式下的无驱动功能的实现。
通过实验验证，本设计可以实现了车辆测试数据传输系统的免驱动USB主从功能，为车辆测试数据传输系统的应用和维护带来了方便。
关键词：USB主机；USB从机；免驱；CH3781前言为了满足移动车辆的测试和恶劣的环境，车载数据采集分析系统通常采用存储测试技术。
在车辆道路测试过程中，数据传输和导出的速度和方便性成为后续分析的重要保证。
随着USB总线等优良特性的热插拔插头，即插即用，简洁界面，低成本和可靠的性能，它已成为一个主要传播方式现有的车载测试系统将收集到的数据通过USB总线和接口上电脑。
在车载USB数据传输系统的传统设计中，经常使用一些成熟的USB端口/并行端口芯片或特定厂家的USB接口芯片来构建系统。
该方案难度低，开发周期短，能够满足车载测试系统数据传输的应用要求。
但是，该方案存在以下缺点：1）应用前需要安装相应的模块/芯片驱动程序。
这些芯片驱动程序可能与现有系统组件发生冲突，导致安装失败或应用中出现错误，给测试人员带来不便;2）难以快速满足数据传输的跨平台应用需求;3）野外作业时，必须携带上位机导出数据，数据不能临时转移到U盘等便携式存储设备。
因此，为了满足现场应用的需要，需要新开发的车载测试数据传输系统来实现无驱动USB主从功能。
基于USB的数据采集卡设计学生姓名杜学成学号2009101038所在系通信工程系专业名称通信工程班级2009级1班段纯爽指导教师四川师范大学成都学院二○一三年三月基于USB的数据采集卡设计学生：杜学成指导教师：段纯爽内容摘要：本论文所设计的数据采集卡是在单片机AT89C5131控制下进行数据采集，主要核心部分是微控制器和USB控制器，通过两者结合实现上位机和下位机之间的USB通信，使用AT89C5131单片机采集到数据通过USB数据线传输给PC机，在从PC机上的USB数据采集界面，可显示出采集数据的波形图功能，最后实现数据采集功能。
在数据采集系统中，传统外接设备与主机通信口一般采用ISA、PCI、1394等标准，但是基于这些接口的产品，要不安装麻烦，要不就是价格昂贵，还受到计算机插槽数量和地址中断资源的限制，并且可扩展性差，但USB的出现很好地解决了以上所有问题。
作为一种新型串口通信标准，它不但具有较高的传输速率，而且可扩展性好、采用总线供电，因此使用起来更加灵活。
USB数据采集共有4种传输模式：同步传输、控制传输、批量传输、中断传输，以此用来适应不同设备的需求。
同时信息技术与电子技术发展迅猛，也使得计算机和计算机外围设备得到飞速发展和应用。
过去人们单纯追求计算机与外设之间的数据传输速度，而现在操作安装的简易性和纠错能力也成为人们关注的问题。
USB通讯技术出现后，使高传输速度、强纠错能力、易扩展性、即插即用等优点有机的结合在一起，使得USB数据采集发展前景更为广阔。
关键词：数据采集USB接口控制器Design of data acquisition card based on USBAbstract:The data acquisition system designed is under the control of SCM data acquisition in AT89C5131. The micro controller and the USB controller as the core part, implementation of USB communication between upper machine and lower machine through the combination of the two, there to the data line via the USB data is transmitted to the PC through the AT89C5131 collection. And the development of applications on PC, from the USB data acquisition interface on PC machine, can display the waveform function of data acquisition, data acquisition function.In data acquisition system, communication host and peripherals traditional mouth generally use the ISA, PCI, 1394 standards, these interface products, based on the installation of trouble, the price is expensive, and the slot number, address and interrupt resources constraints, poor scalability, USB, is a good solution to the above problem. USB is a kind of serial communication standard model, the transmission rate is high, good scalability, the bus power supply, the use of flexible. It has a total of 4 transmission modes: control transfer, interrupt transfer, synchronous transmission, mass transfer, in order to adapt to the needs of different equipment. The rapid development of information technology and electronic technology, the computer and peripheral equipment has also been rapid development and application. In the past people only pursue the transmission speed between computer and peripherals, simplicity of installation error correction ability and operation now has become one of the focuses of the target. USB communication technology, the high transmission speed, strong error correction ability, expansibility, easy plug-and-play, organic unifies in together, at the same time, also make the development of a broader USB data acquisition.Keywords: Data acquisition USB interface controller目录1USB简介 (5)1.1USB的互连 (5)1.2USB的主机 (6)1.2.1 USB驱动(USBD) (6)1.3USB设备 (7)1.4USB的物理层 (7)2整体方案设计 (8)2.1方案论证 (8)2.2方案比较 (9)3单元模块设计 (10)3.1微控制器及USB控制器接口电路模块 (10)3.1.1 AT89C5131封装及引脚说明 (10)3.1.2 AT89C5131的USB接口电路 (11)3.2AD转换电路模块 (13)3.2.1 A/D转换器 (13)3.2.2 A/D转换器接口电路 (15)3.3外接存储器接口电路 (17)3.3.1 外接存储器 (17)3.3.2 外接存储器接口电路 (18)3.4系统外围电路 (18)3.5软件设计 (20)3.5.1 固件程序 (20)3.5.2 USB设备驱动程序 (24)3.5.3 应用程序 (26)4小结 (29)5致谢 (30)6参考文献 (31)7附录 (32)7.1硬件连接电路图 (32)7.2PCB图 (33)1 USB简介通用串行总线标准USB是1995年微软、康柏、DEC、IBM等公司为解决传统总线不足的问题而推出的一种新型通信标准。
基于USB总线的实时数据采集系统设计基于通用串行总线（USB）的实时数据采集系统的设计严格遵循USB1.1协议，充分体现USB便捷、易扩展、低成本、低干扰的特点。
详细介绍系统的USB设备驱动程序、设备固体、应用程序的具体设计。
现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高。
目前比较通用的是在PC 或工控机内安装数据采集板卡，如A/D卡及422、485卡。
这些数据采集设备存在以下缺陷：安装麻烦；价格昂贵；受计算机插槽数量、地址、中断资源限制，可扩展性差；在一些电磁干扰性强的测试现场，无法专门对其做电磁屏蔽，导致采集的数据失真。
通用串行总线（Universal Serial Bus，简称USB）是1995年康柏、微软、IBM、DEC等公司为了解决传统总线的不足推广的一种新型串行通信标准。
该总线接口具有安装方便、高带宽、易扩展等优点，已经逐渐成为现代数据传输的发展趋势。
基于USB的数据采集系统充分利用USB总线的上述优点，有效解决了传统数据采集系统的缺陷。
1 系统硬件设计1.1 硬件总体结构USB实时数据采集系统硬件模块包括A/D转换器、微控制器、USB通信接口和多路模拟开关。
硬件总体结构如图1所示。
1.2 USBN9602芯片USB接口芯片采用National Semiconductor公司的一种专用芯片USBN9602。
该芯片内部集成微处理器接口、FIFO存储器、时钟发生器、串行接口引擎（SIE）、收发器、3.3V电压转换器，支持DMA、微波接口，内部结构如图2所示。
微控制器通过8位的并行接口传送A/D采集的数据，存储在FIFO存储器中；一旦FIFO存满，SIE立刻对数据进行处理，其中包括：同步模式识别、并/串转换、位填充/解填充、CRC产生与校验、地址识别、握手响应与产生、USB特殊事件（Reset、Suspend、Resume）检测；最后由收发器通过数据线（D+、D-）传送数据至PC。
上述过程严格遵守USB1.1协议。
毕业设计（论文）任务书
班级
学生
论文题目：基于USB接口的数据采集器的应用设计课题来源自选
起讫日期12 年2月日至12年6月日共15周指导教师（签名）
系（教研室）主任（签名）
毕业设计（论文）进度计划：
毕业设计主要内容和要求：
本课题以北京优采测控技术有限公司开发的USB总线UA301型A/D采集器为重点，对UA301型A/D采集器进行二次开发。
具体要求如下：1以Microsoft Visual C++ 为开发平台，对UA301型A/D采集器进行二次开发；
2界面要求美观大方，基本操作如采集设置，实时采集，采集数据保存及数据的后期处理等都应在界面上反映出来；
3界面要求有活动对话框，记录采集基本设置，并保存记录表单，实现记录表单的打印功能;
4要求能动态显示3个通道的实时数据，并实现数据采集的数据保存，能够绘制采集数据曲线等等后期处理
5要求能动态显示多个通道的实时数据，并实现数据的多种后期处理效果，完成整个采集平台的设计开发。
主要参考书目:
[1] 数据采集与处理技术祝常红主编电子工业出版社2008
[2] USB 2.0原理与工程开发王成儒,李英伟编著国防工业出版社2004
[3] USB接口开发技术胡晓军, 张爱成编著西安电子科技大学出版社2005
[4] Visual C++项目开发实用案例刘瑞, 吴跃进, 王宗跃编著科学出版社2006。
【毕业论文设计】基于USB的数据采集系统的研究与设计河北工业大学硕士学位论文基于USB的数据采集系统的研究与设计姓名：贾宝金申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：王宝珠20071101河北工业大学硕士学位论文基于 USB 的数据采集系统的研究与设计摘要数据采集技术是以传感器、信号测量与处理、微型计算机等技术为基础而形成的一门综合应用技术，主要研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等，涉及模拟信号调理、模拟信号数字化、数字信号处理等，具有很强的实用性。
USB 技术以其支持热插拔和即插即用、占用系统资源少等特点迅速得到了广泛的应用。
USB2.0 凭借其480Mbps 的理论传输速度，更是得到了人们的青睐。
论文基于课题的研究内容，给出了一种用USB2.0 总线技术解决数据采集系统接口问题的实施方案。
文中首先深入研究了 USB 的体系结构，然后结合提出的方案，较为全面地介绍了系统的硬件和软件设计。
其中硬件部分具体描述了 USB2.0 控制器CY7C68013 和模数转换芯片 125 的接口设计，同时也给出了各种电源转换的实现方法。
在软件部分，通过分析 EZ-USB 的固件编程框架，阐述了CY7C68013 在 GPIF 工作模式下的波形设计过程及其数据通信流程；驱动程序是系统硬件和客户应用程序之间通信的桥梁，文中介绍了USB 的WDM 功能驱动程序设计过程；最后，设计了数据采集和保存的应用程序，并对其功能做了解释。
论文所设计的基于USB2.0 总线技术的数据采集系统具有 14 位分辨率，单通道250KHz采样频率和 30Mbps 传输速率。
系统不仅实现了数据的采集、传输和保存数据的功能，并且具有热插拔、即插即用、便携式的特点，达到了预期的效果。
关键词：数据采集，USB2.0 ， CY7C68013 ，125 ，驱动程序i基于 USB 的数据采集系统的研究与设计RESEARCH AND DESIGN OF DATA ACQUISITIONSYSTEM BASED ON USBABSTRACTData acquisition technology is a synthetical application technology based on technologies ofsensor, signal measure and disposal and computer, and it studies on data acquisition，memory,disposal and control, etc., it includes analog signals modulation, analog signals digitalization,digital signal processing and so on, so it is greatly useful. USB Universal Serial Bus technologyis widely used because of the attributes of hot-plug-in, plus-and-play, engrossing less systemresource. The USB2.0 has been paid much attention depending on the theory transfer rate of480Mbps.Based on the research, the solution to the data acquisition system was put forward with theUSB2.0 technology in the paper. With the analysis on the subject, thearchitecture of the USBwas deeply analyzed firstly, and according to the scheme of the data acquisition system, thedetailed hardware and software design was introduced. In the hardware section, the interfacebetween the CY7C68013’GPIF General Programmable Interface and the A/D converter wasintroduced, and the various DC-DC circuit were embodied. In the software section, the “wavedescriptor” and the whole co mmunication process of CY7C68013 in the GPIF master mode wereexpounded; and the testing result of the firmware was listed at the end of the firmware part;Function driver is the bridge between hardware and host software, and the design process of theWDM Windows Driver Mode driver for the USB was introduced here; Finally the applicationsoftware used to exhibit the curves and save data was designed, andthe functions of the softwarewere also explained.The data acquisition system based on the USB 2.0 technology has14-bits resolution, singlechannel sample rate is 250KHZ, and the transform rate is 30Mbps. The system not only achievesii河北工业大学硕士学位论文the data acquisition, transforming and memory, but also has the attributes of hot-plug-in,plus-and-play, and man-pack. The expect result is achieved.Key words: Data acquisition, USB2.0, CY7C68013, 125, Driveriii河北工业大学硕士学位论文第一章绪论§1-1 课题背景和研究意义在工业生产和科学研究等行业中，常常需要利用 PC 或工控机对各种数据进行采集处理，如液位、温度和压力等。
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。
基于U SB接口的数据采集系统设计The Design of a Data Collecting System Based on a USB Interf ace 叶 林 Ye Lin 王 敏 Wan g Min 张 杰 Zhan g Jie作者简介!叶林,男,副教授,主要从事传感器及智能仪器仪表的研究工作。
工作单位:华中科技大学控制科学与工程系。
通讯地址: 430074武汉市。
王敏、张杰,华中科技大学控制科学与工程系(武汉430074)。
摘要!利用通用串行总线USB可以实现较传统方式更可靠、更经济、速度更快的数据采集。
本文系统介绍了一个基于USB接口的数据采集系统的开发过程,简略说明了硬件部分的开发设计,重点阐述了在Windows2000下的US B设备驱动程序的设计。
关键词!USB 数据采集 WDM 设备驱动收稿时间!2004-04-011.引言数据采集应用于现代工业生产的各个环节,一般采用基于PC内部总线的数据采集板卡(如PCI总线、ISA总线),或采用具备外部通信总线(如RS232、RS485)方式的内含CPU的采集前端,对各种数据进行采集。
前者可扩展性差,后者数据易失真、传输速度慢,在许多场合尤其是便携式应用场合不适用。
USB 总线接口技术却可以克服这些缺陷,实现快速、低成本、高可靠性、多点的数据采集。
U SB(Universal Serial Bus,通用串行总线)是由Intel、M icrosoft、IBM及NEC共同指定的微机总线接口规范。
USB具有较高的传输速度(USB2.0支持的最高传输速度可达到480Mbps),支持即插即用和热插拔功能。
这些优良的特性使USB 作为便携式数据采集系统的通讯接口成为可能。
2.系统设计在基于USB的数据采集系统中,数据采集模块是一个具有USB接口的功能部件,需要利用专用的USB通信接口芯片与带有USB主控制器的计算机相连,需要为数据采集模块编写相应的功能软件和计算机的设备驱动软件。
基于USB接口数据采集卡的设计与实现USB接口数据采集卡是一种常用于电子设备和计算机之间进行数据交互的设备。
它具有方便、快捷、稳定等特点，并且可以通过USB接口直接与计算机连接。
下面是一个USB接口数据采集卡的设计与实现的详细介绍：一、设计思路USB接口数据采集卡主要由AD转换器、微控制器、USB控制器以及外部电路等组成。
其主要工作原理是通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号，然后使用微控制器对数字信号进行处理和存储，最后利用USB接口和计算机进行数据交互。
二、硬件设计2. 微控制器：选择适合USB通信的微控制器，如ATmega32U4、该微控制器具有丰富的外设功能和高速USB接口，能够满足数据采集的要求。
B控制器：选择成熟的USB控制器芯片，如CH340G。
它能够实现USB接口的逻辑转换，使得USB接口能够连接到计算机上。
4.外部电路：包括电源电路、时钟电路、滤波电路等。
其中，电源电路为采集卡提供工作电压和电流，时钟电路为微控制器提供时序信号。
三、软件设计1. USB驱动程序：设计和实现USB接口的驱动程序，使得计算机能够与采集卡进行数据交互。
可以使用如libusb等库函数简化开发过程。
2.数据处理程序：在微控制器中编写数据处理程序，包括数据采集、数据存储、数据传输等功能。
采集到的模拟信号通过AD转换器转换为数字数据，然后存储在微控制器的内部存储器中，最后通过USB接口传输给计算机。
3.上位机程序：设计和实现计算机上的上位机程序，用于接收和处理采集卡传输的数据。
通过该程序，用户可以实时监测和分析采集卡采集到的数据。
四、实现步骤1.进行硬件电路设计和布局，包括电源电路、时钟电路、AD转换器等。
2.利用开发板进行相关软件编程，并将测试程序烧录到微控制器中。
3.进行硬件的连接、测试和调试，确保硬件电路和软件功能正常。
4.设计并实现上位机程序，运行该程序进行数据采集和分析。
五、实现效果经过以上步骤，USB接口数据采集卡设计与实现完毕。
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。
基于USB接口的数据采集系统研究1. 本文概述随着科技的发展，数据采集系统在现代工业、医疗、环境监测等多个领域扮演着越来越重要的角色。
数据采集的准确性、实时性和便捷性成为衡量系统性能的关键指标。
USB（通用串行总线）接口作为一种广泛使用的计算机外设连接标准，因其高速传输、即插即用和热插拔等特点，成为数据采集系统设计中的重要选择。
本文旨在研究并设计一种基于USB接口的数据采集系统。
文章首先对USB接口的技术特点进行详细分析，包括其数据传输速率、接口类型和协议标准。
随后，文章将探讨数据采集系统的基本原理，包括传感器选择、信号调理、模拟数字转换等关键环节。
在此基础上，本文将详细介绍系统硬件设计和软件实现，包括微控制器选型、USB通信协议实现、数据缓存与管理策略等。
文章还将讨论系统在实际应用中的性能测试与优化，包括数据采集的准确度、系统的响应时间和稳定性等。
本文将总结研究成果，并对基于USB接口的数据采集系统的未来发展趋势和应用前景进行展望。
通过本文的研究，旨在为相关领域的技术人员提供一种高效、可靠的数据采集解决方案，同时为USB接口在数据采集领域的应用提供理论和技术支持。
2. 接口技术概述USB接口作为一种广泛应用于现代电子设备间的标准化连接协议，凭借其高效的数据传输速率、即插即用的便捷性、以及强大的设备兼容性，在数据采集领域扮演着至关重要的角色。
本节将对USB接口技术的核心特性、架构原理及发展演进进行简要概述。
USB系统采用分层的协议栈结构，包括物理层、数据链路层、传输层和应用层。
物理层定义了电缆、连接器、信号线规范及电气特性，确保数据在硬件层面的有效传输。
数据链路层通过差分信号、位填充、CRC校验等手段保证数据完整性，同时引入包的概念，将数据组织成同步的事务。
传输层负责建立端点间的通信管道，支持控制、中断、批量和等时四种传输模式，分别适用于不同的数据类型和实时性要求。
应用层则规定了设备类规范、设备描述符及请求命令，使得主机能够识别并控制不同类型的USB设备。
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A/D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，A/D，AT89C5131，Abstract: In this paper, the need for high-speed data acquisition system designed USB-based data acquisition. Design, including hardware design and software design in two parts, hardware parts of the system selected as the ATMEL Corporation 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 (2)2.1方案比较 (2)2.2方案选择 (3)3 单元模块设计 (3)3.1元器件选择 (3)3.2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)3.3.2A/D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 (16)1 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。
基于USB2．0接口的同步高速数据采集的设计基于USB2．0接口的同步高速数据采集的设计基于USB2．0接口的同步高速数据采集的设计基于USB2．0接口的同步高速数据采集的设计随着计算机技术的迅速发展,对外部总线速度的要求越来越高。
通用串行总线(Universal Serial Bus,即USB总线)凭借其即插即用、热插拔以及较高的传输速率等优点,成为PC机与外设连接的普遍标准。
在许多便携式电脑上,已经找不到RS-232接口。
迄今为止,常用的USB 总线标准有1998年发布的USBl.1版本和2000年发布的USB2.0版本。
其中1.1版本支持两种传输速率:1.5Mbps和12Mbps,主要应用在低速传输要求的场合;而2.0版本面向高数据率传输的场合,支持480Mbps的传输速度,并向下完全兼容USBl.1协议。
在实际应用中,通常会遇到一些突发信号,需要对其进行高速采集,对数据进行高速传输,所以USB2.0标准自然成为首选。
以Cypress公司的EZ-USB FX2系列中的CY7C68013芯片作为核心控制器,设计开发了一套符合USB2.0标准的高速同步数据采集器。
1 CY7C68013芯片·CY7C68013内部集成了一个增强型的51内核,其指令集与标准的8051兼容,并且在多方面有所改进。
例如:最高工作频率可达48MHz,一个指令周期为4个时钟周期,两个UART接口,三个定时计数器,一个I2C接口引擎等。
·为了满足与各种不同类型外设的互联需要,芯片中集成了一个GPIF模块,让用户可以按照外设的时序进行波形编辑,而不需要复杂的程序描述,就可以保证GPIF与内部.FIFO的协调工作,实现芯片与高速外围设备之间的逻辑连接和高速数据传输。
这对于开发者来说是相当友好的。
笔者就是利用这一特性,实现数据的高速同步采集及传输。
2 同步高速数据采集芯片AD7862 AD7862是AD公司推出的高速、低功耗、双极性12位的A/D转换芯片,其中包含了两个独立的快速ADC模块(允许同时采样和转换两路信号)、4路模拟输入信号(VAl、VA2、VBl、VB2)、2.5V的内部电压基准以及一个12位的高速并行接口。
