基于USB传输的数据采集及处理系统毕业设计.doc

2013届本科毕业论文(一号黑体居中)基于USB传输的数据采集及处理系统毕业设计院(系)名称物理与电子信息学院(小三号黑体)专业名称物理学(小三号黑体)学生姓名张三丰(小三号黑体)学号090514111(小三号TimesNewRoman)指导教师何大壮教授(小三号黑体)完成时间2013年5月8日(小三号黑体)目录摘要 I第1章:绪论 2第2章USB简介和数据采集原理 7第3章整体系统方案的选定 9第4章数据采集系统的硬件设计 12第5章器件介绍 16第6章系统软件设计 22致谢 30参考文献 31第1章:(外部世界、现场)的各种参量(可以是物理量也可以是化学量、生物量等)通过各种传感元件做适当转换后,再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤,最后送到控制器进行数据处理或存储纪录的过程。控制器一般均由计算机承担,所以说计算机是数据采集系统的核心,它对整个系统进行控制,并对采集的数据进行加工处理。用于数据采集的成套设备称为数据采集系统(DataAcquisitionSystem,DAS)。数据采集系统的好坏取决于他的精度和速度。在保证精度的情况下尽可能的提高速度以满足实时采样、实时处理、实时控制的要求。数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等。数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。生产过程中,这一系统可对现场的工艺参数进行采集、监视和记录,为提高产品质量,降低生产成本提供信息和手段。在科学研究中应用该系统可以获得大量动态是研究瞬间物理过程的重要手段,也是获取科学奥秘的重要手段之一。总之无论在哪个领域,数据采集系统,应用的越及时,工作效率就越高,获得的经济利益就越大。现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高。在许多场合要求数据采集系统向便携化方向发展,要求系统具有体积小、功耗低、传输速率快、使用方便灵活等特点。在数据采集系统中,如何节省电能以使系统工作时间更长,如何通信才能使系统数据传输速度更快,已经成为系统开发过程中考虑的主要内容。,传统的外设与主机的通信口一般采用ISA、PCI、1394等标准,基于这些接口的产品,安装麻烦,价格昂贵,并受计算机插槽数量、地址中断资源限制,且可扩展性差,USB的出现,很好地解决了以上问题。USB作为一种新型的串口通信标准,具有较高的传输速率,可扩展性好,采用总线供电,使用灵活。它共有4种传输模式:控制传输、同步传输、中断传输、批量传输,以适应不同设备的需要。信息技术与电子技术的迅猛发展,使得计算机和外围设备也得到飞速发展和应用。过去人们单纯追求计算机与外设之间的传输速度,现在纠错能力和操作安装的简易性也成为人们关注的目标。USB通讯技术的出现,使高传输速度、强纠错能力、易扩展性、方便的即插即用,,并通过沁恒公司的USB总线接口芯片CH375上传给PC机进行分析、显示和存盘。该系统用传统的USB总线取代了RS232串行总线,通过对USB协议和设备构架的充分理解,对以单片机C8051F330和USB接口芯片CH375为主的数据采集系统进行了硬件设计和软件编程,并在此设计的基础上给出相应的原理图。硬件设计主要解决的是CH375与单片机的接口电路的设计。软件设计可分为三部分:一是充分了解CH375的主要功能特点,为满足CH375在USB上的最大传输速率而编写固件程序;二是在充分了解WDM驱动程序的基础上编写USB的设备驱动程序;三是编写出界面友好、具有强大的数据处理和分析能力的应用程序。(UniversalSerialBus,简称USB)是康柏、微软、IBM、DEC等公司为了解决传统总线的不足推出的一种新型串行总线接口规范通用串行总线。通用串行总线是连接外部设备的一个串口总线标准,在计算机上使用广泛,但也可以用在机顶盒和游戏机上,补充标准(On-The-Go)使其能够用于在便携设备之间直接交换数据。USB的主要特点如下:。USB速度比平行埠并