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高速USB数据采集系统的设计
在图像处理、瞬态信号测量等一些高速、高精度的应用中，需要举行高速数据采集。
2.0接口以其高速率等优点渐有取代传统ISA及PCI数据的趋势，热插拔特性也使其成为各种PC外设的首选接口。
EZ-USB FX2是公司推出的集成USB 2.0的微处理器，它集成了USB 2.0、SIE(串行接口引擎)、增加的8051微控制器和可编程的外围接口。
本文将介绍基于EZ-USB FX2系列CY7C68013芯片的高速数据采集系统的设计，该系统具有限幅庇护功能，固件和驱动程的编写简便，能够完成对数据的高速采集和传送。
数据采集系统计划设计
数据采集系统的框图1所示，硬件2所示。
其中，AD1674是l2位模数转换芯片，采纳逐次比较方式工作。
主要用于控制以及FIFO的时序、控制ADC的启动与停止和查询ADC的状态等。
FIFO主要起着高速数据缓冲的作用。
图1 数据采集系统框图
图2 系统硬件电路
CY7C68013和AD1674之间通过CPLD衔接，实现相关控制线和数据线的译码。
在CY7C68013的控制下，首先对AD1674举行间隔采样，然后把结果传送到FIFO中，当采集到一定量的数据后，CY7C68013将数据打包通过USB总线传到PC，由高级应用程序举行数据处理。
扩展的RS232接口可以和外部设备举行通信。
上电时，CY7C68013从外部的E2PROM中通过I2C总线自动装载到内部的RAM中，便于固件的修改和升级。
数据采集前端的调理电路3所示，本设计采纳了限幅、降压、滤波和增强输入阻抗的措施来庇护后端的转换芯片。
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基于USB的数据采集系统设计(张玉莹)数据采集系统总体设计(1)数据存储空间数据存储空间和采样速度决定了采样时间的长短，理论上讲，存储空间越大，采样速度越慢，采样持续时间越长。
(2)采样速度与精度由前面的分析知道，本系统的最低采样速度必须大于ZkHz。
一般来说，采样频率越高，有效位数越高，精度就越高。
本系统采用DSP芯片自带的10位AD转换器，能够满足系统的要求。
(3)多通道采样和输入信号要求为了满足多通道采样，本系统设计了两路模拟信号(可以扩展到16路)和四路数字信号的输入通道，输入信号经过预处理以保证满足系统要求。
(4)可视化界面控制为了方便的控制系统工作，如与下位机通信、数据显示、串口调试等，需要设计PC端的控制界面。
下位机硬件设计为了提高数字信号处理器的性能，最重要的是提高运算速度，DSP芯片普遍采用了特殊的硬件结构和软件指令系统，并且多数DSP运算指令可在一个指令周期内完成，甚至在一个指令周期内完成几条指令运算。
DSP具有如下特点：(l)改进的哈佛结构DSP芯片采用了程序存储器与数据存储器分离的哈佛结构，相对于冯.诺依曼结构性能有了很大的提高，并且允许程序空间和数据空间相互传送数据，即对哈佛结构进行了改进。
(2)多总线结构目前，几乎所有的DSP芯片都采用多总线结构，保证在一个机器周期内多次访问程序空间和数据空间，大大提高了运算速度。
(3)流水线结构在DSP中，指令系统采用流水线结构，执行一条指令需要通过预取指、取指、译码、寻址、取操作数和执行等阶段，使得多条指令可以同时运行，把指令周期降到最小值。
(4)多处理单元DSP内部包括算数逻辑运算单元(ALU)，辅助寄存器运算单元(RAU)、累加器(ACC)、硬件乘法器(MUL)等多个处理单元，并且可在同一个指令周期内进行运算，极大的提高了运算速度。
(5)硬件配置高新一代DSP的外设越来越丰富，内嵌串行接口、并行主机接口、刀D转换器以及JTAG仿真接口等，使得DSP芯片的性价比越来越高。
基于USB2.0总线的高速数据采集系统设计摘要本文主要介绍支持20高速传输的－2单片机768013，并详细说明用此芯片实现高速数据采集系统和相应的驱动程序及底层固件程序的开发过程。
关键词76801320数据采集固件1引言现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高，在瞬态信号测量、图像处理等一些高速、高精度的测量中，需要进行高速数据采集。
现在通用的高速数据采集卡一般多是卡或卡，存在以下缺点安装麻烦、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。
通用串行总线是1995年康柏、微软、、等公司为解决传统总线不足而推广的一种新型的通信标准。
该总线接口具有安装方便、高带宽、易于扩展等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。
基于的高速数据采集卡充分利用总线的上述优点，有效解决了传统高速数据采集卡的缺陷。
2硬件设计21支持20高速传输的768013公司的－2是世界上第一款集成20的微处理器，它集成了20收发器、串行接口引擎、增强的8051微控制器和可编程的外围接口。
2这种独创性结构可使数据传输率达到56，即20允许的最大带宽。
在2中，智能可以硬件处理许多11和20协议，从而减少了开发时间和确保了的兼容性。
和主从端点8位或16位数据总线为、、、和等提供了简单和无缝连接接口。
768013的引擎具有自动传输数据结构的特性，这种特性使得外围设备和主机通过768013可以无缝的、高速的传输数据。
为了实现高速的数据传输，768013不会直接参与数据的传输，而是直接利用的自动传输数据模式。
图1和图2说明了主机和数据传输过程。
211端点缓冲区2包含3个64字节端点缓冲区和4可配置成不同方式的缓冲，其中3个64字节的缓冲区为0、1和1。
基于USB2.0的高速数据采集器设计USB2.0数据采集系统包括硬件和软件两个方面，本文对基于USB2.0的高速数据采集系统进行了研究，完成对USB2.0高速数据采集系统的硬件电路设计，而软件方面则选取Cypress公司的FX2系列的芯片进行框架搭建和驱动软件编写。
标签：硬件设计；软件编写；AD78620 引言科学技术的发展使数据采集在各个方面的运用越来越多。
因此应用背景对高速数据采集系统提出了越来越高的要求。
USB2.0接口是计算机重要的外设接口，现如今已广泛推广开来，它具有使用方便，传输速度快、稳定性高、占用系统资源少、与外部接口简单等特点。
因此选择采用USB2.0来完成对数据的采集和传输，十分符合现如今的需求。
基于USB2.O的高速数据采集系统正是在这样的趋势下应运而生。
设计开发时选择了在市场上具有最优的性价比的Cypress公司的EZ-USBFX2系列的CY7C68013芯片，以此为平台开发高速数据采集器。
1 总体设计设计高速数据采集器主要包括三个方面：高速数据采集芯片AD7862、硬件设计、软件设计。
采集芯片AD7862：该芯片是AD公司生产的双核12位A/D转换芯片，即内置两个可以同时工作的A/D转换器，因此可以满足高速采集数据的要求。
两个采样放大器和两个A/D转换可以对两路模拟输入信号同时采样和转换。
芯片正常运行时内置5V基准电压且功耗只有60mW，所以适合USB设备使用。
在采集过程中，转换开始低电平有效，下降沿触发开始转换，保持两个采样放大器保持平稳。
BUSY信号此时为高电平，表示转换还未结束。
直到A/D转换完毕才回到低电平。
转换结束后AO用于两路模拟信号（V A1、V A2和VB1、VB2）地址选择。
2 硬件设计EZ-USBFX2芯片：CY7C68013，具有高效GPIF和智能SIE特点，可使数据传输和采集达到USB2.0可通过率的最大值，而且能处理兼容性的问题，扩大了采集器的应用范围。
南昌工程学院毕业设计(论文)信息工程学院系（院）电子信息工程专业毕业设计（论文）题目基于USB接口的数据采集卡的设计（硬件）学生姓名杨宏华班级06电子信息工程（1）班学号2006100126指导教师完成日期2010 年 6 月19 日基于USB接口的数据采集卡的设计（硬件）The data acquisition cardbased on USB interface (hardware)总计毕业设计（论文）30 页表格0 个插图15 幅南昌工程学院本科毕业设计论文摘要随着科技的发展和社会各个行业对点子设备集成化的需求，越来越多的电子设备将直接与计算机通信，与计算机系统融为一体，以实现各种实时的只能控制与监测。
列如在瞬态信号测量、图像处理等一些高速、高精度的测量中，需要进行高速数据采集。
但是现在通用的高速数据采集卡一般多是PCI 卡或ISA 卡，存在安装麻烦，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等缺点。
因此通用串行总线USB 是为解决传统总线不足的首选。
该总线接口具有安装方便、高带宽、易于扩展等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。
随着USB技术的成熟，USB传输已经上升到3.0协议，最大速度已经达到每秒4.8Gb，跟其他接口设备的传输速度相比好不逊色。
基于USB 的高速数据采集卡充分利用USB 总线的上述优点，有效解决了传统高速数据采集卡的缺陷。
在本次设计中使用PUIUSBD12 USB接口芯片，选择ADC0809芯片作为模数转换器，使用AT89S52单片机作为控制器。
为了USB接口设计调试时方便，加上了RS232串行接口，用来监测PC机与数据采集卡之间的通信过程。
关键词: USB接口、数据采集卡、PUIUSBD12、模数转换器AbstractAbstractWith technological development and social sectors to all other devices, more and more compositive demand of electronic devices communicate directly with computers and computer system to the implementation of real-time can only control and monitoring. the column as in a transient signal measure, image processing some high speed, high precision measurement of data collection. the need for rapid. But now common data collection of cards are usually ISA and PCI card or present the installation of trouble, and expensive, is computer slot number, address and interrupt resource constraints, scalability and electromagnetic interference in the nature of the test site, not special to do the electromagnetic shielding and to collect data such shortcomings. the general level of the serial bus USB is traditional for the first bus limited. Interfaces have the installation of the bus conveniently, high bandwidth and expand the advantages and has gradually become the trend of modern data transmission. the USB technology,USB transport has increased by 3.0 protocol, the maximum rate has reached 4.8GB per second, the interface device speed, no less than good. based on the USB of data collection card full use of USB strengths of the bus, the effective solution to the traditional high data collection of defects.In this design uses PUIUSBD12 USB interfaces, select ADC0809 chips as the module, for use as a controller AT89S52 monolithic integrated circuits design usb interfaces. in order to debug, and with RS232 serial interface to monitor the pc and data gathering card communication process.Key words: Usb interfaces；data acquisition；PUIUSBD12；ADC南昌工程学院本科毕业设计(论文)目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1 当今国内数据采集卡的研究现状............................ 错误！未定义书签。
USB接口的高速数据采集卡的设计与实现现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高，在瞬态信号测量、图像处理等一些高速、高精度的测量中，需要进行高速数据采集。
现在通用的高速数据采集卡一般多是PCI卡或ISA卡，存在以下缺点：安装麻烦；价格昂贵；受计算机*槽数量、地址、中断资源限制，可扩展*差；在一些电磁干扰*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USB是1995年康柏、微软、IBM、DEC等公司为解决传统总线不足而推广的一种新型的通信标准。
该总线接口具有安装方便、高带宽、易于扩展等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。
基于USB的高速数据采集卡充分利用USB总线的上述优点，有效解决了传统高速数据采集卡的缺陷。
1USB数据采集卡原理1.1USB简介通用串行总线适用于净USB*设备连接到主机上，通过PCI总线与PC内部的系统总线连接，实现数据传送。
同时USB又是一种通信协议，支持主系统与其外设之间的数据传送。
USB器件支持热*拔，可以即*即用。
USB1.1支持两种传输速度，既低速1.5Mbps和高速12Mbps，在USB2.0中其速度提高到480Mbps。
USB具有四种传输方式，既控制方式（Controlmode）、中断传输方式（Interruptmode）、批量传输方式（Bulkmode）和等时传输方式（Iochronousmode）。
考虑到USB传输速度较高，如果用只实现USB接口的芯片外加普通控制器（如8051），其处理速度就会很慢而达不到USB传输的要求；如果采用高速微处理器（如DSP），虽然满足了USB传输速率，但成本较高。
所以选择了TI公司内置USB接口的微控制器芯片TUSB3210，开发了具有USB接口的高速数据采集卡。
1.2系统原理图系统原理图如图1所示。
整个系统以TUSB3210为核心，负责启动A/D转换，控制FIFO 的读写及采样频率的设定，与主机之间的通信及数据传输。
基于USB的数据采集系统设计及实现在智能仪器、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，经常需要将外部的温度、压力、流量、位移等模拟量举行采集。
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，PCI总线，422，485等接口形式的A／D采集卡，这种板卡不仅安装棘手，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，）的浮现，很好地解决了以上问题。
本文所设计的就是基于USB总线的迅速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，是为了解决日益增强的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的冲突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，且具有用法容易、支持即插即用、易于扩展等特点。
USB接口采纳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。
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囫囵系统主要由4部分组成：USB接口芯片及外围、控制电路、数据缓冲电路和A／D转换电路。
USB接口芯片挑选了公司的EZ-USB 2131Q，该芯片内嵌8051控制器，因此囫囵系统以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。
囫囵系统框图1所示。
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基于USB2.0与FPGA模块的高速数据采集系统的设计实现近年来笔记本电脑迅速普及和更新，其中大部分已经不配置RS232接口，而USB接口已成为今后一段时间PC机与外设接口的主流。
本采集系统的设计构建了一个基于USB接口的多功能通用数据采集、传输平台，将嵌入式系统的实时性、灵活性和PC机强大的数据存储、处理、显示功能结合起来。
该采集系统在智能仪器仪表、测控系统、工控系统等领域有广阔的应用前景。
1 系统总体结构设计1.1 系统总体结构系统总体结构框图如图1所示，系统包括：单片机与USB接口模块、FPGA模块、信号调理及A/D模块。
其中，单片机外围电路相对简单，整个系统主要通过PC机的程序界面控制操作；USB接口负责与PC机通信；FPGA模块负责完成数据的采集与缓存。
1.2 单片机与USB接口模块本设计的目的是构建以PC机为平台的数据采集系统，单片机的功能仅限于接收PC机的命令、控制FPGA工作。
PC机作为整个系统的人机界面，控制整个数据采集系统进行采集、存储和处理。
由此单片机可以选择低成本的8XC51系列。
为了提高系统的灵活性，采用单片机与USB接口芯片分离的方案，选择Philip公司的ISP1581 USB2.0接口芯片。
该芯片与8XC51系列单片机的接口非常简单，可以极大地降低系统成本。
1.3 FPGA模块采用FPGA进行采样控制的最大特点是系统具有重构性和通用性。
设计中采用了Altera 公司的低成本FPGA的Cyclone系列（实际试验时，在更便宜的Acex1k器件上也可以实现），控制高速A/D芯片以20MSPS的速度采样。
FPGA模块的设计具体包括FIFO、单片机接口、A/D控制接口、DMA控制模块和主控制器等子模块的设计。
1.4 PC机端软件平台PC机采集程序使用VC++实现，直接调用Philips公司提供的驱动程序进行数据读写，大大降低了开发难度与风险。
本设计中，PC机端软件设计包括应用程序的界面设计、多线程数据采集、存储与处理模块的设计，以及与USB底层驱动程序的通信动态链接库的设计。
169基于USB 接口的微型高速数据采集系统的硬件设计接口的微型高速数据采集系统的硬件设计崔競1 张斌珍1 宋志平2 贾小娟1*（1、中北大学 电子测试技术国家重点实验室 山西太原 030051）（2、中船重工702所 江苏无锡 2140812）摘要摘要：：本文介绍了一种基于高速模数转换器 、大规模可编程逻辑器件FPGA 和 FLASH 存储芯片及USB 接口的微型多路高速数据采集系统结构设计、硬件设计及抗干扰设计，并对该系统在实际调试过程中的遇到的问题进行了分析，最终通过实验验证，证明该系统工作正常，在高速数据传输、存储及显示等方面具有较高的实用价值。
关键词关键词：：USB ；FPGA；高速数据采集；多路The Hardware Design Of Miniature High Speed DataAcquisition System Based On USB InterfaceCUI Jing ZHANG Binzhen SONG Zhiping JIA Xiaojuan(Key Lab of Instrumentation Science & Dynamic Measurement (North University of China), Ministry of EducationTaiYuan, 030051,China)Abstract:The text introduces a design of configuration,hardware and anti-jamming of Multi-channels high speed data acquisition system which is based on ADC,FPGA ， USB and FLASH, analyses the problems which were found by actual debugging, got the solution. Finally, by experimenting,it proves that the system works well and has obviously high practical value in high speed data acquisition,storage and display.Keywords: FPGA ；High Speed Data Acquisition ；Multi-Channels0 0 引言引言引言数据采集技术是信息科学的一个重要分支， 与传感器技术、信号处理技术、计算机技术共同构成了现代检测技术的基础。
随着大规模集成电路和计算机技术的飞速发展,数字技术渗透到各个技术领域。
人们对数据采集的主要技术指标，如采样速率、分辨率、精度、输入电压范围、控制方式以及抗干扰能力等方面， 都提出了越来越高的要求。
为了适应计算机处理速度快的特点,提高测试系统的速度,测试测量领域对数据采集的速度有了更高的要求。
常用的数据采集方案往往采用单片机或DSP(数字信号处理器)作为控制器,控制ADC(模数转换器)、存储器和其他外围电路的工作.但由于单片机本身的指令周期以及处理速度的影响,难以达到多通道高速数据采集系统的要求,DSP 虽然可以实现较高速的数据采集,但其速度提高的同时,也提高了系统的成本;并且单片机和DSP 的各种功能要靠软件的运行来实现,执行的速度和效率较低,软件运行时间在整个采样时间中占很大的比例。
而FPGA(现场可编程门阵列)在高速数据采集方面有单片机和DSP 无法比拟的优势,FPGA 具有时钟频率高,内部延时小,全部控制逻辑由硬件完成,速度快,效率高,组成形式灵活等特点[1]——[6]。
现在通用的数据采集卡一般是PCI 卡或是ISA 卡,这些采集卡存在诸多缺点,比如安装不方便、传输速度慢、受计算机插槽数量、地址、中断等资源的限制,可扩展性差。
USB 正是为了解决计算机外设种类日益增加与有限的主板插槽和端口之间的矛盾才应运而生的。
目前,常用的USB2.0版本支持的最高传输速度可达到480Mb/s, 因此,USB 完全可用在高速数据采集与传输系统中，并且具有速*基金项目基金项目：：本课题受863项目2006AA040101支持170度快、成本低、可靠性高、支持即插即用和热插拔等诸多优点。
同时,开发这种基于USB2.0的高速数据采集系统,也代表了现代数据采集和传输系统的发展趋势,必将被越来越多的用户所接受。
1 1 系统结构系统结构系统结构本设计中采取了高速模数转换器 + 大规模可编程逻辑器件FPGA + FLASH 存储芯片+USB 接口的方案。
由于要求的数据传输距离要达到10米，存在信号衰减的问题，所以数据在总线上实际传输时,使用的是编码的差分信号,这种信号有利于保证数据的完整性和消除噪声干扰。
其可实现性高,系统可靠性大。
系统对输入的64路模拟信号先进行经过初步调理，传入模拟开关，模拟开关采用4片ADG506，每一片选通16路信号，共64路信号。
当转换到某一通道时，FPGA 同时启动A/D 进行模数转换。
在此之前，信号再次经过调理。
经A/D 采样电路采样转换后的数据经FPGA 的控制送到FLASH 中,数据就可进行采集。
最后可通过USB 接口模块送入电脑中使用软件进行显示。
FPGA 是高速数据采集系统的核心,主要完成对外接口管理，高速缓存的控制和管理。
时钟控制电路对A/D 数据转换器和FPGA 起同步和均衡作用。
数据采集系统的结构如图1所示。
图1 数据采集与传输系统设计总框图 2硬件设计硬件设计我们以FPGA作为数据采集的控制核心,实现多通道模拟信号的采集和处理是基于FPGA采集采样控制、处理、缓存、传输控制、通讯于一个芯片内,编程配置灵活,开发周期短,系统简单,具有高集成度、体积小、低功耗、高速、I/O 端口多、在线系统编程等优点,尤其在只需要简单数据处理的情况下,FPGA 能够提供比专用高速DSP 更好的解决方案,并且特别适用于对时序有严格要求的高速多通道数据采集系统。
2.1可编程逻辑器件的选择可编程逻辑器件的选择本系统采用了Xilinx 公司生产的XC2S30型FPGA。
XC2S30是Spartan-II 系列产品中的一款,该系列的内核采用2.5V 供电，工作频率最高可达200 MHz；I/O 端口供电电压为3.3V，可以承受5V 的输入高电平。
Spartan-II 系列具有丰富的I/O 口资源，I/O 口输出缓冲器可以接收高达24mA 的拉电流和48mA 的灌电流。
缺省时，I/O 输出口的驱动能力的12mA，也可以设置成2、4、6、8、16或24mA。
同时，XC2S30具有30K 个系统门,CLB 数量为16×24,LC 数量972,BlockRAM 容量24Kbit,拥有132个I/O。
并且由于这款FPGA 采用了低内核电压,这将从根本上减小芯片功耗,从而解决高速工作171状态下发热量大的问题。
其丰富的门阵列资料,也为复杂控制逻辑的实现提供了可能。
2.2 2.2 A/A/A/D D 转换转换器的选择器的选择器的选择 信号采集的核心是模数转换技术。
模数转换包括采样、保持、量化和编程四过程。
采样就是将一个连续变化的信号X(t)转换成时间上离散的采样信号X(n)。
模拟数字转换器选用Analog 公司的AD7495芯片，它是一种12位高速低功耗A/D 转换器，转换率达1 MSPS。
数据转换和获取由CS 和串行时钟SCLK 控制。
模拟信号输入范围为0～2.5 V。
串行数据输出口SDATA 传输速率可达20 Mb/s。
2.3数据存储数据存储对数据的存储,我们采用闪存(FLASH Memory)作为存储器,它具有体积小、功耗低和数据不易丢失的特点。
由于FLASH 是按页存储的,当一页写完之后要进行下一页的控制字和地址的重新写入,为了使采集回来的数据能及时准确的写入FLASH,而不至于在页与页的交替时间内使数据丢失,所以不可能将采集回的数据直接存入FLASH,我们利用FPGA 内部提供的RAM 来构成双端口RAM 作为数据存储过程中的缓存,采集回来的数据先写入双端口RAM,然后再导入FLASH。
如图2。
FLASH 数据的擦除是按块擦除的,所以它的特点是擦除速度快,一般在几秒钟内就完成了。
当一次采集存储完毕后,数据就长久保持在FLASH 内,不会丢失,若要从新采集存储,则必须要先进行FLASH 擦除。
2.4 USB2.0接口模块接口模块用于USB 设备开发的芯片通常有2种类型:一种是MCU 集成在芯片里面,如CYPRESS 的EZ2USB;另一种是纯粹的USB 接口芯片,仅处理USB 通信,使用时必须由进行控制,如Philips 的PDIUSBD12,NationalSemiconductor 的USBN9604等。
在本设计中经过论证分析,采用第一种类型,即采用Cypress 公司的EZ2USBFX2系列的CY7C68013芯片。
它集USB 通信控制引擎和改进的8051内核于一体,在提高集成度的同时加快了数据传输的速度,无需外加芯片即可完成高速USB 传输。
CY7C68013提供了一种FIFO 的独特处理架构,使USB 接口和应用环境直接共享FIFO,微控制器可以不参与数据传输,但允许以FIFO 或RAM 的方式访问这些共享FIFO,较好地解决了USB高速模式的带宽问题。
图2 FLASH 工作原理框图 图3 读数软件还原的信号波形图 3 3 抗干扰硬件设抗干扰硬件设抗干扰硬件设计计合理的设计结构和有效抑制干扰是实现高速数据采集系统的关键技术,由于本系统的数据传输率,为了应对电路板所面临的一系列噪声和干扰问题，采用了下面3种抗干扰措施（1） 电源电路设计。
电源设计是首先应当考虑的因素，低噪声的电源是提高系统分辨率的前提。
所以， 必须将数字电源和模拟电源分开，以免快速变换的数字信号干扰模拟信号。
另外，在电源接入PCB 板和板上每对电源和地之间加上滤波和去耦电路, 去耦电容有两个作用:一方面是充当集成电路中的蓄能电容,提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能;另一方面旁路掉该器件的高频172噪声，能够更好地消除由电源引起的噪声。
（2） 系统接地设计。
高速数据采集系统不仅把系统的电源分成模拟和数字两部分,而且系统的地也分成模拟地和数字地,对于模数混合系统来说，通常采用单点共地，即模拟地和数字地在一点相连。
（3） 布线要求。
高速 Ａ／Ｄ 转换器和变压器要尽可能靠近，在高速 Ａ／Ｄ 转换器的数字输出端进行串行端接，对时钟信号按照阻抗线进行布线， 高频时钟要有地线护送。
时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件,时钟线要尽量短，尽量采用菊链法的方式,这种结构便于阻抗匹配。
