一種基于STC15的U盤實時海量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計

第二是操作沁恒公司提供的FILE SYS文件系統(tǒng)庫，通過移植、裁減該文件系統(tǒng)庫，在U盤中創(chuàng)建一個EXCEL格式的文件ZYZ_ADC.XLS，這是系統(tǒng)軟件設計的核心所在。具體步驟是：首先單片機發(fā)送CMD_SET_USB_MODE命令設置CH376工作在主機模式下，然后調用FILE SYS文件系統(tǒng)庫中的CH376DiskConnect函數(shù)等待U盤連接，U盤可以由CH376自動檢測并產生中斷通知，也可以由單片機定時發(fā)送命令檢測。U盤連接成功后，在進行操作之前必須由單片機發(fā)送CMD_DISK_MOUNT進行初始化，并檢測磁盤是否準備就緒，確認磁盤準備就緒后，調用文件系統(tǒng)庫函數(shù)CH376FileOpen，打開磁盤中已經創(chuàng)建好的文件，如果該文件不存在，則調用文件系統(tǒng)庫函數(shù)CH376FileCreate并在磁盤中創(chuàng)建一個新的文件，設定其參數(shù)為“/ZYZ_ADC.XLS”即完成了在U盤中創(chuàng)建了一個名為ZYZ_ADC.XLS的EXCEL格式文件。另外，文件創(chuàng)建成功后為方便向文件中添加數(shù)據(jù)，還需要將該文件移置到U盤中所有已有文件的末尾，可調用文件系統(tǒng)庫函數(shù)CH376ByteLocate，設定參數(shù)為0xFFFFFFFF即可移動該文件至所有文件之后。以上一切準備就緒后就可以向文件中寫入數(shù)據(jù)了，最后就是保存文件并更新文件長度，涉及到的文件庫函數(shù)是CH376GetFileSize。在U盤中創(chuàng)建EXCEL文件的軟件流程圖如圖3所示。

第三是向已創(chuàng)建的EXCEL文件中寫入A/D采集數(shù)據(jù)和時鐘芯片中的日期、時間信息。系統(tǒng)軟件是將EXCEL文件中的所有已采集的數(shù)據(jù)以字符形式存儲的，因此對于采集的電壓、日期、時間等二進制數(shù)據(jù)要轉換成字符串形式。另外，EXCEL文件中的數(shù)據(jù)信息是以單元格的形式存儲的，即每一次采集的數(shù)據(jù)存儲在一個單元格中，因此在調用sprintf函數(shù)時，將采集的數(shù)據(jù)信息寫入EXCEL文件時用“t”切換單元格，比如將采集的日期、時間、單元信息分別顯示在3個不同的單元格中的函數(shù)格式為：

2 系統(tǒng)測試結果

為了驗證上述系統(tǒng)能否完成將A/D采集來的海量數(shù)據(jù)信息存入U盤中創(chuàng)建的EXCEL文件中，選用了2 GB的金士頓U盤作為測試對象，系統(tǒng)上電后插上U盤，即可看到CH376模塊中USB讀寫指示燈變亮并且U盤指示燈閃爍數(shù)下，這表明U盤讀寫成功。然后，按下數(shù)據(jù)采集控制開關，可以看到U盤指示燈開始不停地閃爍，表示數(shù)據(jù)采集正在進行中，通過串口調試軟件的打印窗口如圖4所示，可以清楚地看到文件創(chuàng)建成功，數(shù)據(jù)寫入文件的詳細過程。

圖4中File size=1表示創(chuàng)建了一個新文件，其大小為1 K，下面即是不停地向文件中寫入日期、時間、電壓等采集信息。待系統(tǒng)運行一段時間后取下U盤，將U盤重新插在PC上即可在U盤中發(fā)現(xiàn)一個新建的名為ZYZ_ADC.XLS的文件，打開該文件，如圖5所示，可以看到系統(tǒng)采集到的日期、時間、電壓等采樣信息完整地存在于該文件中。

結語

本文提出的基于STC15系列單片機和CH376的實時海量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計方案中，由于CH376內置了文件系統(tǒng)，使單片機的操作更為方便，單片機只需要發(fā)送命令和數(shù)據(jù)就可以在U盤中創(chuàng)建文件、讀寫數(shù)據(jù)。因此開發(fā)人員用簡便的方法就可以實現(xiàn)利用U盤存儲A/D轉換器采集來的海量數(shù)據(jù)，該方案設計簡單而且數(shù)據(jù)存儲能力強大，能夠存儲海量數(shù)據(jù)，具有一定的實用價值。