基于USB接口的數據采集系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、通用串行總線(USB)具有成本低，使用方便，支持熱插拔，傳輸速率高，功耗低等優(yōu)點，已被廣泛應用于PC機及嵌入式系統(tǒng)中。采用USB接口進行數據采集是本課題的一大特點。 本文首先研究了USB接口的通信協議，包括USB基本架構與總線結構，硬件規(guī)范，NRZI編碼方式，控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸以及等時傳輸四種USB數據傳輸方式，設備枚舉及USB設備描述符等內容。 接著，通過ATMEL的89S52單片機和Philips公司的PD

2、IUSBD12接口芯片實現了模擬信號的采集與傳輸。其具體實現過程包括單片機端的固件程序設計，USB設備驅動程序設計及其上位機應用程序設計三大模塊。 固件編程設計采用分層結構進行，實現了USB協議的解析和應答，完成了模擬信號的采集和傳輸等過程，并且通過給出部分源程序代碼和程序流程圖，采用從下向上的層次順序詳細研究了硬件提取層、PDIUSBD12命令接口層、中斷服務程序、標準設備請求及主循環(huán)程序的實現過程。 USB設備驅動程

3、序為上位機應用程序訪問硬件設備提供了統(tǒng)一的軟件接口，USB的設備驅動程序必須符合Microsoft定義的Win32驅動程序模型(Win32Driver Model，WDM)規(guī)格。在此本文選用Numega公司的第三方驅動程序開發(fā)工具DriverStudio，由于它所含的DriverWorks工具提供獨特的DriverWizard向導，包含豐富的例子和庫的完整源代碼，可以引導用戶根據實際需要完成設備驅動程序開發(fā)的全過程，所以利用它大大簡化了

4、設備驅動程序的開發(fā)過程。 上位機應用程序采用了C++Builder開發(fā)工具，通過調用Win32 API函數的打開設備CreateFile()、讀/寫設備WfiteFile()/ReadFileq()、I/O設備控制DeviceIOControl()及關閉設備CloseFile()等函數即可實現與基于USB接口的數據采集系統(tǒng)的通信。 本設計實現了外部信號的采集并通過USB接口傳輸到PC機上實現了實時顯示。本系統(tǒng)由于引入了U