基于USB接口的數據采集系統電路設計

摘要：介紹了USB接口協(xié)議?；谠搮f(xié)議采用PDIUSBD12器件和AT89S52微處理器組成的數據采集裝置，該裝置與PC機連接，在PC機中運行數據處理程序，顯示信號波形。同時(shí)闡述了系統的總體設計思想及其層次結構，并給出了系統結構圖。該系統采用USB總線(xiàn)傳輸數據，為數據采集系統與計算機之間的通訊提供新的思路。
關(guān)鍵詞：USB接口；AT89S52微處理器；數據采集

數據采集技術(shù)是以傳感器、信號測量與處理、微型計算機等技術(shù)為基礎形成的一門(mén)綜合應用技術(shù)，主要研究信息數據的采集、存儲、處理以及控制等涉及模擬信號調理、模擬信號數字化、數字信號處理等方面，并具有很強的實(shí)用性。早期常見(jiàn)的數據采集系統一般通過(guò)傳統接口如RS232串口、并口或PCI總線(xiàn)與PC機進(jìn)行通信。串口連接方式簡(jiǎn)單，但傳輸速度有限；并口傳輸方式據線(xiàn)連接復雜，傳輸距離較近，而且在Windows境下開(kāi)發(fā)消息驅動(dòng)方式麻煩；PCI總線(xiàn)已無(wú)法滿(mǎn)足PC機發(fā)展的速度，過(guò)多的拍接口也會(huì )增加芯片成本，并且PCI擴展槽在PC機的內部，使用非常不方便。本論文所設計的基于USB接口的數據采集系統，引入了USB這種新型的通信接口，使得整個(gè)系統不再那么龐大，且連接方便支持即插即用，其數據傳輸速度遠遠高于普通的串口和并口，它的應用對采集系統的設計增添了亮點(diǎn)，也為USB外圍設備的開(kāi)發(fā)增加了經(jīng)驗。

1 USB協(xié)議介紹
USB(universal Serial Bus，通用串行總線(xiàn))是一種標準的連接接口，在把外圍設備與計算機連接時(shí)，不必重新配置規劃系統，也不必打開(kāi)機殼和調整接口卡的指撥開(kāi)關(guān)，會(huì )自動(dòng)識別這些接口設備，并且配置適當的驅動(dòng)程序，無(wú)需用戶(hù)再重新配置。USB接口，實(shí)現了熱插拔的特性，用戶(hù)可迅速方便地連接PC主機的各種接口設備。另外，在連接PC機時(shí)，對所有USB接口設備，提供了一種“全球通用”的標準連接器(A型與B型)，取代了各種傳統外圍端口，如串行端口、并行端口以及游戲接口等。同時(shí)USB接口還允許將多達127個(gè)外圍設備同時(shí)串接到PC的一個(gè)外部的USB接口上。

2 系統設計
采用USB接口的數據采集系統由終端數據采集裝置和上位機應用系統組成。其中數據采集裝置以AT89S52微處理器組成。向前由A／D電路組成，向后采用USB接口電路與PC機連接。信號通過(guò)A／D轉換單元轉換成數據流，在單片機的控制下，通過(guò)USB接口向PC機傳送數據。在PC機中運行數據處理程序，顯示信號波形，且單片機也可受PC機的控制。其系統結構框圖如圖1所示。