基于C8051F320的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)USB接口設(shè)計(jì)

1 引言1
隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求日益提高，傳輸速度、糾錯(cuò)能力和
操作安裝的簡(jiǎn)易性是人們進(jìn)行采集數(shù)據(jù)時(shí)一直關(guān)注的問(wèn)題，這使得數(shù)據(jù)通訊技術(shù)不可避免地
成為了其中的關(guān)鍵技術(shù)，而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用何種接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊是影響系統(tǒng)整體效率的
重要因素之一。USB（通用串行總線(xiàn)）總線(xiàn)接口技術(shù)由于具有速度快、設(shè)備安裝和配置容易、
易于擴(kuò)展、能夠采用總線(xiàn)供電及使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)[1-5]。
本文給出了一種基于C8051F320的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)USB 接口設(shè)計(jì)方案，完成了USB 接口硬件
電路設(shè)計(jì)和軟件程序開(kāi)發(fā)，并將其應(yīng)用到倉(cāng)庫(kù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了快速、方便的數(shù)據(jù)采
集和傳輸。
2 C8051F320 單片機(jī)原理
2.1 C8051F320 的主要特點(diǎn)
C8051F320 是由美國(guó)Cygnal 公司推出的C8051F 系列單片機(jī)中的一款用于USB 設(shè)備的
小型單片機(jī)。該器件內(nèi)部集成有2304 Byte RAM 和16K Byte 的Flash 存儲(chǔ)器。由于利用該
芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可以不需要任何外部元件（包括電阻和晶振），因而是小型USB 應(yīng)用的理想
選擇。與其它同類(lèi)USB 產(chǎn)品相比，C8051F320 主要具有如下一些特點(diǎn)：
① 滿(mǎn)足 USB2.0 協(xié)議；
② 可在全速（12 Mbps）或低速（1.5 Mbps）下運(yùn)行；
③ 集成有一個(gè)時(shí)鐘源，對(duì)于全速或低速傳輸均可不用外部晶振；
④ 支持 8 個(gè)靈活通用的USB 端點(diǎn)；
⑤ 內(nèi)置一個(gè) 1K 的USB 專(zhuān)用緩沖存儲(chǔ)器；
⑥ 集成了一個(gè) USB 接收器，不需要外部電阻。

⑦ 具有高速增強(qiáng)型 8051 MCU 內(nèi)核，該MCU 內(nèi)核采用流水線(xiàn)式指令結(jié)構(gòu)，70%的指
令執(zhí)行時(shí)間為一個(gè)或兩個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，處理速度可達(dá)25MIPS（時(shí)鐘頻率為25MHz 時(shí)）。
此外，C8051F320 還有許多其它特性，如支持在系統(tǒng)編程（ISP），帶有可編程的數(shù)字I/O
和數(shù)字交叉開(kāi)關(guān)，可提供全速、非侵入式的在系統(tǒng)片內(nèi)調(diào)試電路等。