机械电子工程硕士论文-基于USB总线的数据采集系统.pdf

江苏大学
硕士学位论文
基于USB总线的数据采集系统
姓名:张树明
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:方昌林
20050602
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指导教师签名:南昌献次村嗡西年石月口学位论文版权使用授权书晦年拢荒留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学位保学位论文作者签名书权授本用适后密解年在保不属文论发学,
学位论文作者虢张捕嘲年厂月本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:
第一章绪论一些电磁干扰性强的测试现场,无法专门对其做电磁屏蔽,易导致采集的数据失现有的“频率特性测试系统”改进作前期准备工作。课题主要完成四个方面的工作:数据采集系统硬件设计、固件设计、应用程序及璞盖绦蛏杓啤菏褂玫降挠布ぞ甙ǖテ慈肫鳌⑼蛴帽怼⑹静ㄆ鞯鹊取2捎玫牟江苏大学硕士学位论文现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益普遍,在瞬态信号测量、图像处理等一些测量中,都需要进行数据采集。现在通用的数据采集卡一般多是利用微机机箱内的宀刍騃插槽进行扩展。通过数据采集系统,可以简洁、通用化的硬件配合以相应的软件实现以往专用测试仪器的功能;完成“软件既仪器”的理念。对于数据采集系统而言有两个关键性问题:一是控制疍转换和数据传输的控制器,一是采集系统与上位机的传输方式。其中控制器一般采用通用的单片机,包括弧位、位以至位的各类单片机;这些单片机芯片优势在于价格低廉、结构简单、接口扩展能力强等,但是其数字运算能力较差,所以目前出现了许多以酒魑J莶杉低晨刂破鞯氖莶杉低场1究翁馕<化开发难度,充分利用现有的工作环境采用较常用的テ魑O低晨制器。对于数据采集系统与上位机的通讯方式,现行的常用方式是利用机箱内的插槽进行扩展;其传输速度分别为//⒌怯捎赑接口资源有限,且需要对接口卡硬件资源进行合理配置,故其存在以下缺点:安装麻烦;价格昂贵;受计算机插槽数量、地址、中断资源限制,可扩展性差;在真。本课题旨在使用新型的通用串行总线瓿墒莶杉低车墓辜埽浞发挥芟呓涌诩蚪唷⑹褂梅奖愕挠攀疲徊⑽:笮氖褂肬总线对实验室使用到的软件工具包括、、作系统平台为。
●系统总线:是微机系统最重要的一种总线。一般谈到的微机总线指的多为此江苏大学硕士学位论文总线的概念和分类所谓总线是计算机各个模块之间的传输通道,或者说是许多信号线的集合,总线的主要特征表现为共享性和可扩充性。所谓“共享特性”是指总线是一组公共信号线,在总线上可以挂接多个芯片或部件,并分时使用总线。所谓“可扩充性”是指总线上的信号一般具有通用性,像数据总线、地址总线和控制总线都具有通用性,是连接的部件有较强的兼容性。根据总线在系统中所处的位置,并按照总线的主要作用和传输性质,总线可按照下图分类。●片内总线:片内总线位于集成电路的内部,用于连接各功能单元的信息通路,例如,谧芟呤茿同寄存器和控制器之间的信息通路。●片外总线:指一台单板机或者一块寮迳鲜褂玫陌迳献芟撸糜谛酒级的连接。它一般是诺难由欤隒关系密切,负责和ㄐ拧但板内总线较多时往往需要增加锁存、驱动等电路,以提高驱动能力。类总线。有的系统总线是片内总线经过重新驱动和扩展而成,其性能与能有关。但有不少系统总线并不依赖与某种型号的晌6嘀中秃臗及配套芯片所使用。在用各种插件板组成和扩展微机系统时,就需要恰当的选用系图常见总线分类
芟吆虸总线龋浩涫莸刂废卟煌允视貌煌挠τ孟低场现行的计算机测控系统纾莶杉ā⒃硕刂瓶中,大多使用芟呋騃总线来完成板卡和的通信,其存在使用不便的缺陷。中所使用的芟咄ǔ6际坏模玃总线支持位的操作江藏大学硕士学位论文统总线,并按总线的规定来操作这些插件板。系统总线有多种标准,例如●外部总线殖仆ㄐ抛芟:它用于在系统之间进行互连,有串行和并行两种;用于微型机之间,微型机与外设之间。常用的有一等等。芟哒粲诖死嘧芟摺芟羌扑慊⒄估讨杏τ米广泛的总线形式。它是由究7⒌焕┱菇涌谧芟撸蜃钤缬糜赑疉机中,故而又称/总线。现行的宀塾跻牛葑芟呶位。低匙芟哂糜诹硬寮澹酝ǖ佬问骄┏浜驮偾拥扩充槽,进而连接到系统主板上。植孔芟呤荌公司为适应奔腾而开发的位总线,它的总线时钟频率为系统主板时钟频率的,是总线的叮浯涞淖畲笏俾士纱/荌的倍。目前个人电脑圈深