基于单片机和USB接口的数据采集系统设计
作者:华体会 发布时间:2022-06-17 00:35
本文摘要:在工业生产和科学技术研究中,经常利用PC或工控机对各种数据展开收集,以取得所必须的掌控信息和实验数据。传统的数据采集系统多以ISA,EISA或PCI插卡的形式已完成数据传输,这种方式不存在加装困难,不受计算机插槽数量、地址、中断资源容许,可扩展性劣等缺点。

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在工业生产和科学技术研究中,经常利用PC或工控机对各种数据展开收集,以取得所必须的掌控信息和实验数据。传统的数据采集系统多以ISA,EISA或PCI插卡的形式已完成数据传输,这种方式不存在加装困难,不受计算机插槽数量、地址、中断资源容许,可扩展性劣等缺点。由于标准化串行总线(UniversalSerialBus.USB)具备自动被系统辨识.自动加装驱动程序、自行展开系统配置,以及反对有所不同速率的实时和异步传输方式,反对热插拔和即插即用(PlugandPlay,PNP)等优点,已渐渐沦为现代数据传输的发展趋势。目前构建USB数据传输多使用专用的USB模块芯片,文献使用的PDIUSBDl2可反对USBl.1协议,文献E37使用的模块芯片为USBl00也仅有反对USBl.1协议,文献使用CP2102合乎USB2.0协议,其标准化的驱动程序可将设备作为虚拟世界的COM端口设备展开操作者,文献使用Philips公司ISPl581芯片作为USB2.0的相接VI芯片。

这里使用Cypress公司的CY7C68013作为USB模块芯片,设计构建了基于单片机和USB2.0的数据采集系统。该系统可实现单通道模拟信号的收集,主机应用程序负责管理启动和暂停取样,取样间隔时间由主机应用程序设置调整,取样数据传授给主机应用程序表明并留存。1系统硬件设计1.1系统硬件构成整个系统的硬件结构如图l右图。

AT89C52居多触单片机,负责管理掌控A/D切换、上载收集数据、接管并继续执行主机的命令。CY7C68013为USB模块芯片。A/D切换芯片使用TI公司生产的TLC549,AD780是一款高精度参照电压芯片,可为TLC549获取2.5V或者3.0V的参照电压。

系统+5V电源由主机的USB模块获取,CY7C68013所需的电源为+3.3V,由+5v电源相接稳压芯片APlll7获取,图中没所画出有。1.2TLC549TLC549是以8位电源电容大幅度迫近A/D转换器为基础而结构的CMOSA/D转换器,将其设计成能通过三态输入与微处理器或外围设备串行接VI。

TLC549用输出/输入时钟(I/OCLOCK)和芯片自由选择(CS)输出不作数据掌控,切换结果由DATAOUT插槽输入。I/oCLOCK端的最低频率平均1.1MHz。TLC一549片内系统时钟工作在4MHz(不必须外部时钟)。

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片内系统时钟使内部器件的操作者独立国家于串行输出/输入时序并容许TLC549像许多软件和硬件所拒绝的那样工作。I/OCLOCK和内部系统时钟可以构建高速数据传输,使得TLc549可实现40kHz的取样频率。TLC549具备标准化掌控逻辑及自动工作或在微处理器掌控下工作的片内取样/维持电路,差分低电阻基准电压输出末端,更容易构建比例切换的高速转换器,定标及隔绝电路。

整个电源电容大幅度迫近转换器电路的设计容许在大于17s的时间内,以仅次于误差0.5为低于有效地位的精度构建切换。1.3CY7(368013及其固件程序EZUSBFX2系列芯片CY7C68013是业界第一个反对USB2.0,同时向下兼容USBl.1规范的单片机,为叙述便利以下全称该芯片为FX2。


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