LabVIEW实时数据采集系统的USB210接口实现3
LabVIEW实时数据采集系统的USB2.0接口实现
LabVIEW实时数据采集系统的USB2.0接口实现
曾水生;谢云;易波;张忠波
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2005(000)005
【摘要】介绍了一种基于USB2.0实现的LabVIEW高速数据采集系统,讨论了USB控制器EZ-USB FX2 CY7C68013的性能及传输方式,给出了该系统的硬件和基于GPIF主控方式实现数据传输的软件设计方法.
【总页数】3页(P89-91)
【作者】曾水生;谢云;易波;张忠波
【作者单位】广东工业大学自动化学院,广州,510090;广东工业大学自动化学院,广州,510090;广东工业大学自动化学院,广州,510090;广东工业大学自动化学院,广州,510090
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.基于USB
2.0接口的高速实时数据采集系统 [J], 刘泽西;程晶晶;孔力
2.基于USB2.0低功耗实时数据采集系统的设计 [J], 周彬;牛俊邦;魏娇
3.基于USB2.0的实时数据采集系统的设计 [J], 刘红梅;李平舟;郭志华
4.基于USB2．0与LabVIEW的高速数据采集系统设计 [J], 谢勇;姚远程;秦明伟
5.基于USB2.0的高速实时图像数据采集系统 [J], 高文伟;顾明剑;王模昌
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基于LabVIEW和USB接口数据采集器的设计
基于LabVIEW和USB接口数据采集器的设计张青春【摘要】For engineering measurement for data acquisition device's actual need, this paper used LabVIEW graphical development software, high-precision and high-speed data acquisition device MAX197, AT89C52 microcontroller and USB control chip CH372,achieved the 8 channels 12 -bit data acquisition, 1 channel 8 -bit D/A output. And it displays the temperature detected, A/D maximum sampling frequency can be 100 kHz. This data collector has the high performance-to-price ratio,it can be applied widely.%针对工程测量对数据采集器的实际需要,采用LabVIEW图形化开发软件、高精度高速度的MAX197数据采器、AT89C52单片机和CH372 USB 控制芯片,实现8路12位数据采集、1路8位D/A输出,同时具有温度检测显示功能,A/D最高采样频率可达100 kHz.该数据采集器具有较高的性价比,可以推广应用.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】3页(P32-34)【关键词】LabVIEW;USB接口;控制芯片CH372;数据采集【作者】张青春【作者单位】淮阴工学院电子与电气工程学院,江苏淮安223003【正文语种】中文【中图分类】TP2740 引言随着电子信息技术的发展，数据采集在智能仪器、工业自动化和工程技术领域有相当广泛的应用。
基于LabVIEW的USB数据采集系统的设计与实现
赵燕 ’ ， 王江 华 。 ， 李昆 ’ （ １ ． 燕 京理‘ 【 ： 学 院 信息科学 与技术学 院， 河北 ｊ河
０ ６ ５ ２ ０ １ ； ２ ． 华 北 科 技 学 院 电 子信 息 ． Ｉ ： 程 学 院 河 北 河 ０ ６ ５ ２ ０ １ ）
Ｚｈ ａ ｏ Ｙａ ｎ ’ ． Ｗ ａｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ － ｈ ｕａ ２ ， Ｌ ｉ Ｋｕ ｎ ’ ｆ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙＹａ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
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息， Ｕ Ｓ Ｂ通 信传输模 块将采集 的数据 通过 Ｕ Ｓ Ｂ传 输协议传 输到 ± 位机 ， Ｌ ａ ｈ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 软件对 传输 刮 Ｉ ： 位机 的数据进行 最示、 分析， 并对数据量进行计算 ， 从而控制下位机 动作 ， 以达 到调节控制 的 目的。 系统硬件 Ｔ作稳定可靠 ． 软 件控 制准确 ， 数据采集速 度快 ， 实时精度高 ， 并且 整机 支持热插 拔 ， 可应用 于Ｔ业控制 、 智能家居等场合 关键词 ： Ｕ Ｓ Ｂ； 数据采集 ； ｌ ， ａ ｂ Ｖ１ Ｅ Ｗ
最新-基于LabVIEW的USB实时数据采集处理系统的实现 精
基于LabVIEW的USB实时数据采集处理系统的实现摘要介绍了以图形化编程语言为应用程序开发平台的数据采集处理系统的设计，并给出了对外部动态链接库的调用方法以及驱动程序的设计方法。
关键词数据采集通用串行总线作为一种新型的数据通信接口在越来越广阔的领域得到应用。
而基于接口的数据采集卡与传统的卡及卡相比具有即插即用、热插拔、传输速度快、通用性强、易扩展和性价比高等优点。
的应用程序一般用++编写，较为复杂，花费的时间较长。
由美国国家仪器公司开发的语言是一种基于图形程序的编程语言，内含丰富的数据采集、数据信号分析分析以及控制等子程序，用户利用创建和调用子程序的方法编写程序，使创建的程序模块化，易于调试、理解和维护，而且程序编程简单、直观。
因此它特别适用于数据采集处理系统。
利用它编制应用程序，把语言和总线紧密结合起来的数据采集系统将集成两者的优点。
总线可以实现对外部数据实时高速的采集，把采集的数据传送到主机后再通过的功能模块顺利实现数据显示、分析和存储。
1及其在数据采集设备中的应用自1995年在上亮相以来，已广泛地为各厂家所支持。
现在生产的几乎都配置了接口，的98、以及、等流行操作系统都增加对的支持。
具有速度快、设备安装和配置容易、易于扩展、能够采用总线供电、使用灵活等主要优点，应用越来越广泛。
一个实用的数据采集系统硬件一般包括微控制器、通信接口以及根据系统需要添加的转换器和、等。
为了扩展其用途，还可以加上多路模拟开关和数字端口。
系统的、数字的设计可沿用传统的设计方法，根据采集的精度、速率、通道数等诸元素选择合适的芯片，设计时应充分注意抗干扰性，尤其对采集更是如此。
在微控制器和接口的选择上有两种方式一种是采用普通单片机加上专用的通信芯片；另一种是采用具备通信功能的单片机。
的另一大优点是可以总线供电，在数据采集设备中耗电量通道不大，因此可以设计成总线供电。
一个设备的软件一般包括主机的驱动程序、应用程序和写进里面的。
基于LabVIEW的USB实时数据采集处理系统的实现
基于LabVIEW的USB实时数据采集处理系统的实现通用串行总线USB(UNIversal Serial Bus)作为一种新型的数据通信接口在越来越广阔的领域得到应用。
而基于USB接口的数据采集卡与传统的PCI卡及ISA 卡相比具有即插即用、热插拔、传输速度快、通用性强、易扩展和性价比高等优点。
USB 的应用程序一般用Visual C++编写,较为复杂,LabVIEW语言是一种基于图形程序的编程语言,内含丰富的数据采集、数据信号分析分析以及控制等子程序,用户利用创建和调用子程序的方法编写程序,使创建的程序模块化,易于调试、理解和维护,而且程序编程简单、直观。
因此它特别适用于数据采集处理系统。
利用它编制USB应用程序,把LabVIEW语言和USB总线紧密结合起来的数据采集系统将集成两者的优点。
USB总线可以实现对外部数据实时高速的采集,把采集的数据传送到主机后再通过LabVIEW的功能模块顺利实现数据显示、分析和存储。
1 、USB及其在数据采集设备中的应用USB 自1995年在Comdex上亮相以来,已广泛地为各PC厂家所支持。
现在生产的PC几乎都配置了USB接口,Microsoft的Windows 98、NT以及Mac OS、Linux 等流行操作系统都增加对USB的支持。
USB具有速度快、设备安装和配置容易、易于扩展、能够采用总线供电、使用灵活等主要优点,应用越来越广泛。
一个实用的USB数据采集系统硬件一般包括微控制器、USB通信接口以及根据系统需要添加的A/D转换器和EPROM、SRAM等。
为了扩展其用途,还可以加上多路模拟开关和数字I/O端口。
系统的A/D、数字I/O的设计可沿用传统的设计方法,根据采集的精度、速率、通道数等诸元素选择合适的芯片,设计时应充分注意抗干扰性,尤其对A/D采集更是如此。
在微控制器和USB接口的选择上有两种方式：一种是采用普通单片机加上专用的USB通信芯片;另一种是采用具备USB通信功能的单片机。
一种USB高速数据采集系统的LabVIEW程序设计
一种USB高速数据采集系统的LabVIEW 程序设计作者：王宗省翟亚楠康树强苏金娣董淑冷来源：《科技资讯》2016年第13期摘要：在LabVIEW虚拟平台下设计了一种用USB接口实现的高速数据采集系统。
提出了自动分文件存储的方法解决了使用Excel文件存储数据产生的大文件问题。
提出了一次最多读取两个文件依次读取的方法，解决了用波形显示多个文件的大量数据时占用大量内存甚至导致无法显示的问题。
实验证明文中所用方法效果明显。
该系统支持8条通道32位数据的同时采集、存储、波形回放，系统界面简洁、操作简单、可添加模块以拓展功能。
关键词：数据采集高速波形回放表格文件占内存中图分类号：TP274+.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（a）-0001-02系统一次存入8个通道的数据，每通道200个32位的数，共存1 000次，即8 000行200列为一个Excel文件。
程序中先设定一个循环次数i，当i=0时，用Create File函数新建文件并写入电子表格文件，当i=1～998时，直接写入电子表格文件；当i=999时，写入电子表格文件并用Close File函数关闭文件；当i>999时，令i=0。
程序中用移位寄存器来保存上一次的循环次数、文件路径、文件句柄、文件状态。
文件句柄用来做Close File函数的输入。
文件状态为真（T）表明正在写入文件，文件状态为假（F）表明文件已关闭。
用文件状态主要是确定在文件不再写入时，关闭文件以节省内存。
1.2 波形回放模块回放模块程序一直在检测输入框的变化并更新，直到用户点击开始后就进入波形显示，若要改变输入的条件，需先停止显示波形。
以下是实现回放时根据滚动条的位置自动更换读取的数据文件的分文件读取方法。
一个Excel文件存储的数据有限，要查看的是多个文件的数据，如果先打开多个Excel文件读到一个数组中，数组太大导致内存占用大，运行速度慢甚至会提示内存占满而不能运行。
论文--基于Labview的USB接口上位机设计
基于LabVIEW的USB接口上位机设计摘要：通用串行总线(USB)作为一种灵活的高速总线接口技术，非常适合作为主机和外设之问的通信接口，但其结构复杂。
本文以一个高速数据采集系统为例，阐述USB接口应用系统的总体设计思路，在实现方法上避开传统、复杂的NI数据采集卡，另辟蹊径地给出使用NI-VISA来驱动USB接口以应用LabVIEW进行上位机的设计。
关键词：USB RAW设备；NI-VISA；LabVIEW一、数据传输USB模块1.1概述CH375是一个 USB总线的通用接口芯片，支持USB-HOST 主机方式和 USB-DEVICE/SLAVE 设备方式。
在本地端，CH375 具有 8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU/MPU 等控制器的系统总线上。
在USB 主机方式下，CH375还提供了串行通讯方式，通过串行输入、串行输出和中断输出与单片机/DSP/MCU/MPU 等相连接。
CH375 的 USB 设备方式与 CH372 芯片完全兼容，CH375 包含了 CH372 的全部功能。
本手册中没有提供CH375在USB设备方式下的说明，相关资料可以参考 CH372 手册CH372DS1.PDF。
CH375的 USB主机方式支持常用的USB全速备，外部单片机可以通过CH375按照相应的 USB 协议与 USB 设备通讯。
CH375 还内置了处理 Mass-Storage 海量存储设备的专用通讯协议的固件，外部单片机可以直接以扇区为基本单位读写常用的USB 存储设备。
1.2 USB硬件电路图其中USB设备采用5V供电，其他采用3.3V供电，DE0板子上I/O口处有5V和3.3V，因此直接用DE0板子上供电。
二、LabVIEW的上位机2.1 数据采集概述高速的数据采集产品多通过PCI或PXI等总线实现与PC机之间的通信。
PCI总线的数据采集卡易受PC机机箱内高频干扰的影响，无法消除高频电磁干扰，从而降低了采样精度。
基于USB和LabVIEW的数据采集测试系统设计
长 春大学学报 JOURNAL OF CHANGCHUN UNIVERSITY
Vol. 31 No. 6 Jun. 2021
基于USB和LabVIEW的数据采集测试系统设计
吉淑娇
(长春大学电子信息工程学院，长春130022)
摘 要：利用USB-6009数据采集卡、LabVIEW编程工具和Mysql数据库设计出数据采集系统， 由NextBoard信号源发出信号，利用LabVIEW的IDAQ模块完成双通道的数字系统采集 。通过 TCP模块完成信号传递，利用标示符来确定双通道信号的归属，数字信号采用PXI-6221数据采 集卡通用I/O 口作为信号源，服务端采集到信号并进行2ASK调制后再发送，客户端在接收到信 号后进行解调，实现多信号传递功能。经测试系统可行，能够完成单机采集多机共享的功能。 关键词：LabVIEW；数据采集；模拟信号；数字信号 中图分类号： TP391 文献标志码： A 文章编号： 1009-3907 (2021) 06-0020-04
收稿日期：2020-10-15 基金项目：2020年高等教育教学改革研究课题(SJXGK20-02) 作者简介:吉淑娇(1979-),女,吉林长春人,副教授，博士，主要从事图像处理、虚拟仪器方面研究。
第6期
吉淑娇:基于USB和LabVIEW的数据采集测试系统设计
21
2.1数字信号调制
数字调制数据通过信号控制载波信号的参量变化。幅移键控
参考文献：
[1] 刘刚，王立香，张连俊.LabVIEW8.5编程与虚拟仪器设计[M].北京：电子工业出版社,2010.
[2] 刘晋霞，胡仁喜.LabVIEW2012虚拟仪器从入门到精通[M],北京:机械工业出版社,2014. [3] 吉淑娇，雷艳敏.基于虚拟仪器的温度采集系统设计[J].长春大学学报,2014,24(8):1011-1013.
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Lab V I E W实时数据采集系统的US B210接口实现3曾水生,谢 云,易 波,张忠波(广东工业大学自动化学院,广州510090)摘要:介绍了一种基于US B210实现的Lab V I E W高速数据采集系统,讨论了US B控制器EZ-US B FX2CY7C68013的性能及传输方式,给出了该系统的硬件和基于GP I F主控方式实现数据传输的软件设计方法。
关键词:US B;Lab V I E W;数据采集;GP I F中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1001-3881(2005)5-089-3I m plem en t a ti on of USB210I n terface of LabV I E W Rea l-ti m e Da t a Collecti on SystemZENG Shui2sheng,X I E Yun,YIBo,ZHANG Zhong2bo(School of Aut omatizati on,Guangdong University of Science and Technol ogy,Guangzhou510090,China) Abstract:A Lab V I E W real-ti m e high s peed data collecti on syste m based on US B210interface was intr oduced,and the per2 for mance and the transfer functi on of US B contr oller EZ-US B FX2CY7C68013were discussed1The s oft w are design method which re2 alizes data collecti on based on GP I F and the hard ware design method were p resented1Keywords:US B;Lab V I E W;Data collecti on;GP I F0 引言LabV IE W是美国国家仪器(N I)公司开发的一种基于图形程序的虚拟仪表编程语言,在测试与测量、数据采集、仪器控制、数字信号分析、工厂自动化等领域获得了广泛的应用。
LabV IE W程序称为虚拟仪器程序(简称V I),Lab V I E W的强大功能在于层次化结构,用户可以把创建的V I程序当作子程序调用,以创建更复杂的程序,而且,调用阶数可以是任意的。
LabV IE W这种创建和调用子程序的方法使创建的程序模块化,易于调试、理解和维护[1]。
LabV IE W虽有接口卡的驱动和管理程序,但主要是针对N I公司自己生产的卡。
对于普通的I/O卡,可以用PORTI N和P ORT OUT功能,但此法应用简单,无法实现较复杂的接口功能;也可以采用动态链接库,根据具体需要编写适当的程序,灵活利用Lab2 V I E W的各项功能。
用户可以自己编写DLLS实现LabV I E W与硬件的链接[2]。
用VC++610编制动态链接库,首先生成DLL框架,Appwizard将自动生成项目文件,但不产生任何代码,所有代码均需用户自己键入。
通用串行总线(Universal Serial Bus,简称US B)是1995年康柏、微软、I B M、DEC等公司,为了解决传统总线的不足而推出的一种新型串行通信标准。
该总线接口具有方便安装、高带宽、易扩展等优点。
US B的另一大优点是可以总线供电,在数据采集设备中耗电量通常不大,因此可以设计成总线供电。
US B 的规范能针对不同的性能价格比要求提供不同的选择,以满足不同的系统和部件及相应不同的功能,从而给使用带来极大方便。
本文介绍LabV I E W高速数据采集系统的US B210接口实现方法。
1 系统结构设计本数据采集系统的硬件结构如图1所示。
其中,数据采集卡是硬件部分的核心,它包括多路模拟开关、信号调理、A/D转换器、微控制器、数据存储器、US B通信接口等。
LabV I E W在PC机上,为用户提供一个虚拟操作平台。
该平台有友好的界面、强大的数据分析和处理能力以及提供给用户进行再开发的接口。
图1 系统结构框图在微控制器和US B接口的选择上有两种方式:一种是采用普通单片机加上专用的US B通信芯片;另一种是采用具备US B通信功能的单片机。
本文采用后者,用US B210集成微控制器EZ-US B FX2[3]实现本系统的接口通信功能。
2 接口电路的硬件设计由于数据采集接口卡是硬件部分的核心,因此应选择能适用US B协议的合适芯片。
EZ-US B FX2 CY7C68013是一种US B210集成微控制器。
它的内部集成了US B210收发器、串行接口引擎(SI E)、增强3基金项目:广东茂名市科技基金资助项目(MM200206)的8051微控制器和一个可编程的串行接口。
其主要特性如下:(1)加强的8051内核性能,可达标准8051的5～10倍,且与标准8051的指令完全兼容;(2)集成度高,芯片内部集成有微处理器、RAM 、SI E (串行接口引擎)等多个功能模块;(3)采用软配置,在外设未通过US B 接口接到PC 机之前,外设上的固件存储在PC 上;而一旦外设连接到PC 机上,PC 则先询问外设是“谁”(即读设备描述符),然后将该外设的固件下载到芯片的RAM 中,这个过程叫做再枚举。
这样,在开发过程中,当固件需要修改时,可以先在PC 机上修改好,然后再下载到芯片中;(4)具有易用的软件开发工具,其驱动程序和固件的开发和调试相互独立。
FX2有三种可用的接口模式:端口、GP I F 主控和从F IFO 。
在“端口”模式下,所有I/O 引脚都可作为8051的通用I/O 口。
在“从F I FO ”模式下,外部逻辑或外部处理器直接与FX2端点F I FO 相连。
在这种模式下,GP IF 不被激活,因为外部逻辑可直接控制F IF O 。
这种模式下,外部主控端既可以是异步方式,也可以是同步方式,并可以为FX2接口提供自己的独立时钟。
“GP IF 主控”接口模式使用PORT B 和PORT D 构成通向四个FX2端点F I FO (EP2、EP4、EP6和EP8)的16位数据接口。
GP I F 作为内部的主控制器与F IFO 直接相连,并产生用户可编程的控制信号与图2 US B 接口示意图外部接口进行通信。
同时,GP I F 还可以通过RDY 引脚采样外部信号并等待外部事件。
由于GP I F 的运行速度比F IFO 快得多,因此其时序信号具有很高的编程分辨率。
另外,GP I F 既可以使用内部时钟,也可以使用外部时钟。
故此,笔者选择了GP I F 模式。
本系统采用CPLD 产生同步时钟信号提供给ADC 和FX2,CP LD 同时还产生不同的控制信号,对采样进行实时控制。
图2所示是其整个US B 接口卡的硬件电路图。
3 系统软件设计一个US B 设备的软件一般包括主机的驱动程序、应用程序和写进ROM 里面的设备固件(Fir mware )。
本文主要介绍US B 设备固件、设备驱动程序的设计。
311 设备固件(Fir mware )设计设备固件是设备运行的核心,可采用汇编语言或C 语言设计。
其主要功能是控制CY7C68013接收并处理US B 驱动程序的请求(如请求设备描述符、请求或设置设备状态、请求或设置设备接口等US B210标准请求)、控制芯片CY7C68013接收应用程序的控制指令、控制A /D 模块的数据采集、通过CY7C68013缓存数据并实时上传至PC 等。
固件架构流程如图3所示。
图3 固件架构流程图312 US B 设备驱动程序设计US B 系统驱动程序采用分层结构模型[4],其分别为较高级的函数驱动程序和较低级的总线驱动程序。
总线驱动程序包括:根集线器驱动程序(Root -hub D river );总线类别驱动程序(Bus -class D river );主机控制器驱动程序(Host -contr oller D river )。
在上述US B 分层模块中,US B 函数层(US BD 及HCD )由W indows 提供,负责管理US B 设备驱动程序和US B 控制器之间的通信;加载及卸载US B 驱动程序;与US B 设备通用端点(Endpoint )建立通信并执行设备配置、数据与US B 协议框架和打包格式的双向转换任务。
目前W indows 提供有多种US B 设备驱动程序,但并不针对实时数据采集设备,因此需采用DDK 开发工具来设计专用的US B 设备驱动程序。
该设备驱动程序应由初始化模块、即插即用管理模块、电源管理模块以及I/O 功能等四个模块来实现。
初始化模块可提供一个D riverEntry 入口点以执行大量的初始化函数。
即插即用管理模块用来实现US B 设备的热插拔及动态配置。
当硬件检测到US B 设备接入时,W in 2dows 查找相应的驱动程序,并调用它的D riverEntry 例程,同时告诉它添加一个设备;然后驱动程序为US B 设备建立一个FDO (功能设备对象)。
在此处理过程中,驱动程序收到一个I RP MN ST ART DEV I CE 的I RP,在它之中包括有设备的资源信息。
至此,设备被正确配置,驱动程序开始与硬件进行对话。
当然,在设备运行过程中,如果设备状态发生变化(如拔除、暂停等),PnP 管理器也同样发出相应的I RP,以便由驱动程序进行相应的处理。
电源管理模块负责设备的挂起与唤醒。
I/O 功能实现模块可完成I/O 请求的大部分工作。
当应用程序提出I/O 请求时,它将调用W in32AP I 函数Device I oContr ol 向设备发出命令,然后由I/O 管理器构造一个I RP 并设置其MajorFunction 1域为I RP MJ DEV I CE CONTROL 。
在US B 设备驱动程序收到该I RP 后,它将取出其中的控制码,并利用一个开关语句查找对应的程序入口。
4 结束语本系统硬件、软件均以调试通过,并且已经应用在工业虚拟测控系统中,运行良好。
实验证明,该系统是可靠的,可广泛应用在数据采集、自动控制、通讯等各个领域。
参考文献【1】扬乐平,李海涛等1Lab V I E W 程序设计与运用1电子工业出版社,2001:15～191【2】扬乐平,李海涛等1Lab V I E W 高级程序设计1清华大学出版社,2003:145～1531【3】许永和1US B 外围设备设计与应用1北京航空航天大学出版社,2002:109～1661【4】萧世文1US B210硬件设计1清华大学出版社,2002:159～1851收稿时间:2004-03-05。