基于usb的数据采集系统的研究与设计本科论文.doc

菏泽学院本科毕业设计（论文）数据采集系统USB接口的实现PAGE\*MERGEFORMAT20PAGE\*MERGEFORMAT21PAGE\*MERGEFORMATI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RealizeofDataAcquisitionSystemBasedonUSBStudentmajoringinAutomationXXXTutorXXXAbstract：USBUniversalSerialBusisanewtypeofcomputerinterfacespecification.Withcustomersonthesystemdataacquisitionspeedrequirementscontinuetoincrease,moreandmoreUSBwasusedindataacquisitionsystemswithitseasytoexpand,fast,easytouse,etc..ThispaperdiscussedaUSB-baseddatabusacquisitionsystemdesignapproach,throughtheUSBprotocolanddevicearchitecturefullyunderstanding,AT89C52microcontrollerandUSBinterfacechipCH372asthecoreofthedataacquisitionsystemhardwaredesign,andthecorrespondingcircuitdiagramonthebasisofthisdesign.ThehardwaredesignismainlytosolvetheproblemoftheinterfacecircuitCH372,TLC549andTLC5620communicatedwithmicrocontroller;USBsoftwarewasdesignedbytheUSBdevicefirmware,devicedrivers,andthehostapplicationconsistsofthreepartsThesystemhastheadvantageofUSBbustoinstall,easytouse,full-featured,etc..Keywords：USBbus；Datacollection；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。数据采集系统的主要任务是数据信息的采集、A/D转换，然后通过PC接口总线将数据送到计算机中进行进一步的处理。目前，以该系统为核心的设备在国内和国外已被广泛应用，如工业控制中现场数据采集设备；视频电话，家庭影院及其他多媒体设备。数据采集卡与计算机外设一样，与主机通讯接口一般基于PC机上的ISA总线、PCI总线、RS-232总线等[1]。虽然PCI总线具有更高的传输速率，并支持“即插即用”功能，但其缺点是插拔麻烦，而且由于PC扩展插槽一般5~6个，所以最多也只能有5~6个PCI数据采集卡同时使用在同一计算机，同时PCI插槽在主板上占用相当大的空间，这不利于小型化的计算机系统。对于ISA总线也是存在同样的问题。虽然RS-232C串行总线连接器简单，但其传输速度慢，且主机串口数目非常有限。总之，这些传统接口的数据采集设备在使用上存在以下缺陷：安装麻烦，受计算机插槽数量、中断资源、地址的限制，在一些强电磁干扰试验现场可能不会专门做出电磁屏蔽，从而会出现所收集的数据失真的情况。通用串行总线USB很好地解决了这些问题。USB总线接口的数据采集系统具有以下优点：1.设备装配简单。USB设备支持即插即用，无需打开机箱安装USB设备，无需再关闭计算机。2.接口数目多，每个USB主机可以通过USB集线器同时挂接最多127个外围设备，可以有效的解决I/O口数目不够用的问题