基于uSB 2．0接口的高速数据采集系统设计

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基于uSB 2．0接口的高速数据采集系统设计 [复制链接]

　　在现代电子系统中，在信号测量、图像处理、音视频信号处理等一些高速、大容量的信号采集和传输过程中，数据的实时采集和实时传输受到人们越来越广泛的重视。现在通用的数据采集卡一般是PCI卡或是ISA卡，这些采集卡存在诸多缺点，比如安装不方便、传输速度慢、受计算机插槽数量、地址、中断等资源的限制．可扩展性差。
　　LJSB(Universal Serial Bus)，其中文名称为"通用串行总线"。他是为了解决计算机外设种类口益增加与有限的主板插槽和端r丁之间的矛盾．由Intel，Microsoft，IBM，NEC，lucent等7家厂商共同制定的总线标准。目前，常用的LISB 2．O版本支持的最高传输速度可达到480 Mb／s．他以速度快、成本低、可靠性高、支持即插即用和热插拔等优点，迅速得到众多PC厂商的大力支持。同时，开发这种基于uSB 2．0的高速数据采集系统，代表了现代数据采集和传输系统的发展趋势，他也将被越来越多的用户所接受。
1．2 软件设计的框架
　　该框架由以下几部分组成：
　　(1)Fw．C中包含了程序框架的MAIN函数，管理整个51内核的运行，因为Cypress对这个部分的功能进行了精心划分，一般是不用改动的。
　　(2)用户必须将PERIPH．C实例化，他负责系统周边器件的互联。固件的设计主要针对这个文件，用户必须根据自己系统的需要，实例化这个文件，以实现自己的功能。在这个文件中有几个函数是比较关键的，在这里做特别说明：
　　TD_Init函数 负责对USB端点进行初始化设置。在FX2再次枚举和开始任务分配前被调用，其目的是初始化各个端口以及各端口的先入先出缓冲区。
　　TD_Poll函数 负责系统中循环任务的处理。他主要是对各个端点的状态进行查询，处理各种OUT或IN端点的交互。值得说明的一点是，这种处理只是辅助性质的，大部分工作由硬件自动完成。
　　DR-VendorCmnd函数 主要负责用户自定义命令的译码工作，用户请求通过端点O传输给内核。由于CY7C68013上SIE硬件的支持，用户只需查询固定地址单元即可获得当前的命令代码。
　　DSCR．A51是描述表文件，负责USB设备的描述工作，CY7C68013在上电后自动利用其中的VID和PID取代默认的VID和：PID。两个包含文件EZtJSB．LIB和US-BJMPTB．OBJ，前者是EZUSB函数库的二进制文件，后者是USB的中断向量表。
　　固件调试，使用Cypress提供的EZ-LISB controlpanel，具体的操作读者可以参考其自带帮助。对编译好的固件代码，Cypress为LISB总线设备开发者提供了2种方法向。EZ一USB芯片下载8051固件代码：
　　一种是主机通过软件下载固件从主机上下载8051固件代码，他为用户提供了很大的灵活性。这种方法充分利用EZ-USB内部的8 k RAM来装载8051代码和数据。由于EZ-USB具有重新枚举的能力，所以在初始化枚举以后，用户不需要断开设备就可以装载新的。设备描述符和8051程序代码都能通过主机中的磁盘文件下载；另外一种是由E2PROM通过I2C口来下载固件。EZ-USB支持外部E2PROM通过总线来下载固件，这种方式使开发者可以从外围硬件下载8051程序代码。

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工业现场一般需要数据采集器完成各类数据采集任务。实际应用中要求数据采集器工作可靠,成本低廉，操作简单，便于数据收集和分析,既能与PC机联机工作又能独立采集数据。

    本模块由高度集成处理器C8051F340为主控制器件，采用SD卡存储技术设计一款低成本数据采集模块。该数据采集模块可与PC机共同实现数据采集与分析,也可长时间独立工作于工业现场，并将采集数据存放于大容量SD卡（支持现有的最大SD卡 16G)，便于数据收集并利用计算机分析。该数据采集模块仅采用C8051F340一个主器件，结构简单,功耗低，性能稳定，体积小，成本低，现已成功用于工业现场。



[产品特点]
                     
     ★ 系统硬件结构简单,集成度高，可靠性好，体积小（30*45mm)是理想的扩展模块。

     ★ 由串口采集数据，存储到SD卡中，使用的是FAT32文件系统可以支持现有的最大SD卡即16G。

     ★ 支持SD卡即插即用。电路每次上电，模块将在SD卡中自动创建一个文件夹，然后在文件夹中创建一个数据文件，用户要存储的数据就存在这个文件中。

     ★ 文件夹的命名采用顺序编号排列，比如，第一次上电后，系统创建额文件名为DATA0001,则下次关机再开机后，系统创建的文件名为DATA0002,永不重复，避免数据被覆盖。
   
     ★ 数据获取方便，只需要把SD卡弹出来，用读卡器插到计算机的USB口上，从U盘中拷贝出数据即可。

     ★ 使用简单：模块留给用户的接口只需要将RS-232串口数据线和5V电源输入即可。
     ★ 波特率可以由客户指定，支持从1200～115200bps。




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