基于A(yíng)Tmegal28控制器和CH375接口的高速數據采集系統

　　ATmegal28采用16 MHz晶振，機器周期為62.5 ns。通過(guò)軟件編程設置在PD5端口產(chǎn)生周期為125 ns的方波，作為AD9220采樣的時(shí)鐘信號(CLK)。由于每次采樣后ATmegal28還要進(jìn)行數據存儲，數據存儲時(shí)間需62.5 ns，故每獲得一個(gè)數據總共需要187.5 ns。經(jīng)測試表明，轉換速率可達到5MS/s。

　　當ATmegal28接到上位機請求上傳數據的命令后，立即將采集到的數據通過(guò)USB接口電路傳輸給上位機．CH375與ATmegal28接口電路如圖4所示。CH375是USB總線(xiàn)的通用設備接口器件，內置USB通訊中的底層協(xié)議，支持主機方式和從機方式，具有8位數據總線(xiàn)(DO-D7)、地址輸入(A0)、讀(RD)、寫(xiě)(WR)、片選控制線(xiàn)(CS)以及中斷輸出(INT)，它作為從機掛接到ATmegal28的數據總線(xiàn)上與上位機進(jìn)行通信。當AO為高電平時(shí)，選擇命令端口，可以寫(xiě)入命令；當A0為低電平時(shí)，選擇數據端口，可以讀寫(xiě)數據，單片機通過(guò)8位并口對CH375進(jìn)行讀寫(xiě)。CH375在接收到上位機端發(fā)送的數據后或者發(fā)送完數據后，以中斷方式(INT4)通知單片機，單片機分析中斷狀態(tài)并進(jìn)行相應處理。

　　3 USB接口軟件設計

　　在本地端，采用從機方式的CH375在系統中采用內置固件模式，端點(diǎn)O作為默認端口，CH375自動(dòng)處理默認端口0的所有事件，端點(diǎn)2的上傳端點(diǎn)作為批量數據發(fā)送端點(diǎn)，端點(diǎn)2的下傳端點(diǎn)作為批量數據接收端點(diǎn)。單片機對CH375的操作是采用命令加數據的I/O操作方式，任何操作都是先發(fā)命令給CH375，然后執行數據輸入輸出。

　　在計算機端，使用VC作為計算機端應用軟件的開(kāi)發(fā)平臺，利用CH375動(dòng)態(tài)鏈接庫DLL提供的API函數對其進(jìn)行操作。該動(dòng)態(tài)鏈接庫提供的可供利用的APl包括：設備管理API、數據傳輸API、中斷處理API。首先，將CH375器件的驅動(dòng)程序和動(dòng)態(tài)鏈接庫拷貝到計算機中，再將動(dòng)態(tài)鏈接庫的訪(fǎng)問(wèn)入口及函數定義入口添加至VC項目中，此時(shí)對USB設備的通信編程與訪(fǎng)問(wèn)本地硬盤(pán)中的文件幾乎相同。

　　CH375在計算機應用層與本地端單片機之間提供了端對端的連接，該系統采用數據加應答方式進(jìn)行通訊，該方式具有數據自動(dòng)同步、程序設計簡(jiǎn)單、較好的交互性和可控性等優(yōu)點(diǎn)。請求加應答方式使用一個(gè)下傳的主動(dòng)請求和一個(gè)上傳的被動(dòng)應答進(jìn)行交互式的雙向數據通訊，下傳與上傳一一對應，相互關(guān)聯(lián)。主動(dòng)請求是指由計算機應用層下傳給單片機的數據請求，被動(dòng)應答是指在單片機收到數據請求后，上傳給計算機應用層的應答數據。所有的通訊都由計算機應用層發(fā)起，然后以接收到單片機的應答結束，完整的過(guò)程包括：

　　(1)計算機應用層按事先約定的格式將數據請求發(fā)送給CH375；

　　(2)CH375以中斷方式通知單片機，單片機進(jìn)入中斷服務(wù)程序，獲取CH375的中斷狀態(tài)并分析；

　　(3)如果是上傳，則釋放當前USB緩沖區，單片機將應答數據寫(xiě)入批量端點(diǎn)的上傳緩沖區中，然后退出中斷程序；

　　(4)如果是下傳，則從數據下傳緩沖區中讀取數據塊，分析接收到的數據塊，將應答數據返回給計算機，然后退出中斷程序；

　　(5)計算機應用層接收到應答數據。