本科毕业论文---基于usb的数据采集系统的研究与设计正文.doc

基于USB的数据采集系统的研究与设计河南师范大学本科毕业论文PAGE\*MERGEFORMATI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MAX125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；MAX125；驱动程序PAGE\*MERGEFORMATIIRESEARCHANDDESIGNOFDATAACQUISITIONSYSTEMBASEDONUSBABSTRACTDataacquisitiontechnologyisasyntheticalapplicationtechnologybasedontechnologiesofsensor,signalmeasureanddisposalandcomputer,anditstudiesondataacquisition，memory,disposalandcontrol,etc.,itincludesanalogsignalsmodulation,analogsignalsdigitalization,digitalsignalprocessingandsoon,soitisgreatlyuseful.USB(UniversalSerialBus)technologyiswidelyusedbecauseoftheattributesofhot-plug-in,plus-and-play,engrossinglesssystemresource.TheUSB2.0hasbeenpaidmuchattentiondependingonthetheorytransferrateof480Mbps.Basedontheresearch,thesolutiontothedataacquisitionsystemwasputforwardwiththeUSB2.0technologyinthepaper.Withtheanalysisonthesubject,thearchitectureoftheUSBwasdeeplyanalyzedfirstly,andaccordingtotheschemeofthedataacquisitionsystem,thedetailedhardwareandsoftwaredesignwasintroduced.Inthehardwaresection,theinterfacebetweentheCY7C68013’GPIF(GeneralProgrammableInterface)andtheA/Dconverterwasintroduced,andthevariousDC-DCcircuitwereembodied.Inthesoftwaresection,the“wavedescriptor”andthewholecommunicationprocessofCY7C68013intheGPIFmastermodewereexpounded;andthetestingresultofthefirmwarewaslistedattheendofthefirmwarepart;Functiondriveristhebridgebetweenhardwareandhostsoftware,andthedesignprocessoftheWDM(WindowsDriverMode)driv