基于USB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與研究

模／數(shù)轉(zhuǎn)換器需要外部提供基準電壓，ADC0804需要+2．5 V電壓，而且基準電壓是否穩(wěn)定、精確，直接影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的精度。而NationalSemiconductor公司的LM336-2．5 V是一個能提供精確+2．5 V電壓的器件，他的集成電路是精確的2．5 V并聯(lián)推挽穩(wěn)壓二極管組成，還有一個用來調(diào)節(jié)溫度對電壓影響的引腳ADJ。芯片所產(chǎn)生的2．5 V的電壓可以很方便的從5 V電壓系統(tǒng)中獲得。

4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計

該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要由3部分組成：USB固件程序(Firmware)、I_JSB設(shè)備驅(qū)動程序以及客戶應(yīng)用程序。3部分程序之間相互協(xié)作來完成整個采集卡的功能。

4．1 固件程序設(shè)計

固件程序是指運行在設(shè)備CPU中的程序。只有在該程序運行時，外設(shè)才能稱之為具有給定功能的外部設(shè)備。固件程序負責初始化各硬件單元，重新配置設(shè)備及A／D采樣控制。固件代碼的存儲位置有3種：第一種是存在主機中，設(shè)備加電后由驅(qū)動程序把固件下載到片內(nèi)RAM后執(zhí)行，即重新枚舉；第二種方法是把固件代碼固化到一片E2PRAM中，外設(shè)加電后由FX2通過I21C總線下載到片內(nèi)RAM后自動執(zhí)行；最后一種方法是把程序固化到一片R()M中，使之充當外部程序存儲器，連在FX2三總線上。本文選用第一種方式，這種方式便于系統(tǒng)的調(diào)試和升級。

Cypress公司為CY7C68013提供了一個開發(fā)框架，可以在KEILC51環(huán)境下開發(fā)。由于開發(fā)框架的引入，大大縮短了用戶的研發(fā)周期。該框架由以下幾部分組成：

(1)Fw．C中包含了程序框架的MAIN函數(shù)，管理整個51內(nèi)核的運行，因為CypreSS對這個部分的功能進行了精心劃分，一般是不用改動的。

(2)用戶必須將PERIP H．C實例化，他負責系統(tǒng)周邊器件的互聯(lián)。固件的設(shè)計主要針對這個文件，用戶必須根據(jù)自己系統(tǒng)的需要，實例化這個文件，以實現(xiàn)自己的功能。在這個文件中有幾個函數(shù)是比較關(guān)鍵的，在這里做特別說明：

TD Init函數(shù)，負責對USB端點進行初始化設(shè)置。本設(shè)計中將端點6設(shè)置為1 024個字節(jié)，緩存深度為4級，模式設(shè)為自動輸入方式。

TD Poll函數(shù)，負責系統(tǒng)中循環(huán)任務(wù)的處理。他主要是對各個端點的狀態(tài)進行查詢，處理各種OUT或IN端點的交互。值得說明的一點是，這種處理只是輔助性質(zhì)的，大部分工作由硬件自動完成。