STM32F103x的USB多路數據采集系統設計
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(2)USB模塊的配置與通信
意法半導體公司還提供了針對STM32F系列的USB開(kāi)發(fā)工具包。該工具包是一個(gè)完整的固件和軟件包，包括所有USB傳輸方式的范例，大大減少了開(kāi)發(fā)人員的工作量。利用USB工具包主要完成對IJSB模塊的配置及與USB主機(即上位機)之間的通信。
USB規范定義了4種數據傳輸類(lèi)型：控制傳輸、塊傳輸、中斷傳輸和同步傳輸。塊傳輸適用于傳輸大量的且對傳輸時(shí)間和傳輸速率均無(wú)要求的數據；中斷傳輸適用于傳輸少量或中量的且對傳輸時(shí)間有要求的數據；同步傳輸適用于傳輸大量的，速率恒定的且對傳輸時(shí)間有要求的數據；控制傳輸適用于傳輸少量的且對傳輸時(shí)間和傳輸速率均無(wú)要求，但必須保證數據傳輸的可靠性。
在本設計中，端點(diǎn)0為控制傳輸端點(diǎn)，實(shí)現USB設備上電后的配置過(guò)程；端點(diǎn)1為OUT中斷傳輸端點(diǎn)，用以接收上位機發(fā)送的命令，實(shí)現上位機對數據采集過(guò)程的控制；端點(diǎn)2為IN塊傳輸端點(diǎn)，將數據采集結果實(shí)時(shí)地傳送到上位機，供上位機進(jìn)行數據分析和處理。利用意法半導體公司提供的USB開(kāi)發(fā)工具包并參照范例，修改一些描述符(設備描述符、配置描述符、接口描述符和端點(diǎn)描述符等)和設備復位函數，添加相應的端點(diǎn)傳輸中斷服務(wù)程序等，即可方便地實(shí)現本系統的 USB設備開(kāi)發(fā)。端點(diǎn)2的配置代碼如下：本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202648.htm
在設置端點(diǎn)2發(fā)送有效之后，USB模塊可自動(dòng)完成端點(diǎn)2緩沖區的數據發(fā)送。
3．2 上位機應用程序
本設計采用一種使用NI-VISA和LabVIEW進(jìn)行USB數據采集系統上位機程序開(kāi)發(fā)的快速簡(jiǎn)單而且有效的方法，從而避開(kāi)傳統的Windows編程技術(shù)。通過(guò)在LabVIEW下調用NI-VISA子控件程序，可以方便地實(shí)現與USB設備的通信和應用程序界面的開(kāi)發(fā)。
VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是一個(gè)用來(lái)與各種儀器總線(xiàn)進(jìn)行通信的高級應用編程接口(API)，不受平臺、總線(xiàn)和環(huán)境的限制。在利用NI-VISA完成對 USB設備的驅動(dòng)后，即可在LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境中直接使用VISA面板對USB設備進(jìn)行控制和通信。LabVIEW是當今國際上唯一的編譯型圖形化編程語(yǔ)言，能方便、快捷地進(jìn)行應用程序開(kāi)發(fā)。本系統利用Lab-VIEW設計的USB多路數據采集系統用戶(hù)界面如圖4所示。
本系統實(shí)現了對16路外部信號的實(shí)時(shí)采集。圖4中在實(shí)時(shí)波形顯示區域，可以實(shí)時(shí)地顯示4個(gè)通道的波形曲線(xiàn)。這4個(gè)通道通過(guò)選擇可以是16個(gè)通道中的任意一個(gè)通道。在實(shí)時(shí)數據顯示區域，能觀(guān)測到每一路數據采集的結果；在左側的控制及狀態(tài)顯示區域，可以實(shí)現設備選擇、采集過(guò)程的控制以及數據采集系統的工作狀態(tài)顯示。
結 語(yǔ)
本設計實(shí)現了基于STM32F103x的USB多路數據采集系統，以STM32F103x微控制器為主控芯片實(shí)現了外部信號的調理、采集、預處理和USB 數據傳輸，以及上位機應用程序的開(kāi)發(fā)。主控芯片STM32F103x內部集成了豐富的功能模塊，使系統無(wú)需外擴大量芯片而能實(shí)現數據采集功能，降低了開(kāi)發(fā)的復雜度和成本，達到了提高系統穩定性的目的。
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