的环境监测数据采集系统设计.pdf

基于PIC18F4550的环境监测数据采集系统设计刘建鑫郭炜胡刚（中科天融（北京）科技有限公司北京100085）摘要：本文介绍了基于PIC18F4550单片机和USB-HID类的数据采集系统并列举了该系统在环保分析仪器中的应用实例。详细介绍了相关的电路设计、单片机固件程序和上位机程序的开发流程。该方案具有实用性强成本低廉开发周期短等特点。关键字：PIC18F4550；USB；数据采集；HID中图分类号：X851DesignofAUSBDataAcquisitionSystemforEnvironmentMonitoringBasedonPIC18F4550MCULIUJian-Xinguoweihugang(TalroadTechnologyLTD.Beijing100085China)Abstract:ThisarticleintroducesaUSBdataacquisitionsystembasedonPIC18F4550MCUandUSB-HIDClassanddescribesanapplicationofit.RelatedCircuitsMCUfirmwareandPCprogramarealsointroducedindetail.Thissystemischaracterizedwithpracticabilityinexpensivenessandrapidityofdevelopingperiod.Keywords:PIC18F4550;USB;dataacquisition;HID引言USB（UniversalSerialBUS通用串行总线）接口现今已经成为各种计算机上的通用配置具有高速性、易获得性和兼容性等突出特点。与其他数据传输方式相比USB总线硬件集成自动数据校验和自动重发功能具有较高可靠性。从传输速度上看USB总线适用于对采集速度要求适中的场合可满足大部分测量采集应用的需要。所以使用USB技术的数据采集系统非常适合应用在各种环保监测设备中。但是USB技术有一定复杂性USB标准文档内容多且抽象涉及的知识广泛导致很多工程技术人员入门困难往往将大量开发时间浪费在USB通信方面而非重要的应用上。针对此问题本文介绍一种基于PIC18F4550单片机和WindowsUSBHID类设备驱动程序进行USB接口采集系统的开发方法具有上手容易、开发周期短、成本低廉和性能优良等特点适合各种环保在线监测领域的数据采集应用。1PIC18F4550单片机介绍芯片PIC18F4550来自MCU厂商Microchip属于带有USB接口的特殊功能中高档单片机编译环境及仿真器与其他PIC系列的单片机相同程序开发过程也类似所以对于有单片机开发经验的工程师来说很容易上手。该芯片主要有如下特点[1]：1、内置稳压器的片上USB收发器兼容USBV2.0标准支持低速（1.5Mb/s）和全速（12Mb/s）；2、最多13路通道10位精度模数转换器模块（A/D）；3、具有8x8单周期硬件乘法器；作者简介：刘建鑫男1980年出生汉族黑龙江省牡丹江市人硕士中科天融（北京）科技有限公司研发部工程师。从事环境监测气体分析仪器研发及电路设计工作。4、具有增强型CCP模块：在PWM模式下该模块提供10位分辨率的1、2或4路调制输出来控制半桥和全桥驱动器适用于直流电机的控制；5、具有常用电路接口。可通过此芯片轻松实现USB转