基于USB接口数据采集计算机软件的设计_上传任务书
基于USB总线的数据采集系统软件设计
１ 基 于 ＵＳ 的数 据 采 集 系统 Ｂ
基 于 ＵＳ Ｂ总线 的数 据采 集 系统一 般 由主机 、 Ｂ ＵＳ 控 制器 、 ＡＤ转换 及存 储 模块 构 成 ， 基本 结 构 如 图 １ 所
ＵＳ Ｂ控 制器 （ ｙ ｅｓＥ — Ｂ Ｆ （ Ｙ７ ６ ０ ３ ） ； Ｃ ｐ ｓ Ｚ ＵＳ Ｘ２ Ｃ Ｃ ８ １ ） 等
软 件 部 分 主 要 包 括 ＵＳ Ｂ控 制 器 固件 程 序 、 Ｂ设 备 ＵＳ 驱 动程 序 、 户 应用 程序 等 。 用
２ 数 据 采 集 软件 系 统 设计
汪 红 童 小念
（ 中南民族 大学 计算机 科 学学 院 武汉
４０７） ３ ０ ４
【 摘 要】在 现代 工 业控制 和科 学研 究过 程 中， 常需要 对数据 信 号进 行采 集 并加 以分 析 ， 经 随着 总 线技 术 的发展 ， ＵＳ 以其 特有 的高速 、 Ｂ 方便 、 灵活 等优 势迅 速成 为 主要 的信 号传 输 总线 。在 对基 于 ＵＳ 总线 的数 据采 集 系统 的 Ｂ 总体 结构进 行 综述 的基 础上 ， 系统 的固件 程序 、 于 ＷＤ 的 ＵＳ 对 基 Ｍ Ｂ驱 动程 序及 用 户 态应 用程 序 等软 件部 分设 计进行 了较 详 细的讨论 ， 为上述 软件 部分 设计 对基 于 ＵＳ 总线 系统设 计 非常关键 。 认 Ｂ
用。 ‘
换 之后 成为 数字 信 号 ， 暂时保 存 在存储 器 中 ， 被 然后 在 ＵＳ Ｂ控制 器 的作 用下 ， 过 总线 传输 到 主机 进 行后 期 通
基于USB接口的数据采集系统的设计与实现
陈秀玲， 等
基于 !"# 接口的数据采集系统的设计与实现
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陈秀玲
周
欣
陈黎平
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（上海交通大学自动化系， 上海
内部的微处理器是 9:;< 单片机的增强型， 提高了 执行速度并增加了一些新的特性。它使用内部 =>? 作为程序和数据存储器； 带有 <@ 位地址线和 9 位数据 线用来访问外部存储器， 特有的快速传输模式可以在 外部逻辑和内部 +,- A7AB 间快速地传递数据。 ! !& #$% 总线数据通信解决方案 在实现数据通信解决方案时， 为完成数据流的正 常传输， 所建立的硬件平台必须能够提供 两 个 接口。 首先必须要有一个实现数据传输的数据总线接口； 除 此之外， 为了保证数据交互过程的正常实现， 必须提供 一个用于传输通信双方控制和状态信息的 CD7B 接口。 >E.<F;," 芯片提供了 () * +,- 系列芯片的所有 接口 和 功 能。在 本 系 统 中， 我们将利用这款芯片和 建立一个基于 +,- 总 线接 口 的 ADC> 芯片配合工作， 数据通信解决方案， 以实现将采样信号输出到上位机 中的功能。 在此解决方案中， 我们选择 >E.<F;," 芯片工作在 快速数据传输模式下的 9 位并行数据总线 5 ［G … :］ 作 为数据传输的总线接口； 选择 >E.<F;," 芯片中的通用 7. " 总线主控制器接口作为数据通信过程中进行控制 和状态信息传输的 CD7B 接口。这样， 芯 片 中的 一 般 方便了系统的进 CD7B 引脚就可以用来实现其它功能， 一步扩充。图 F 所示为 >E.<F;," 芯 片与 ADC> 芯 片 的接口示意图。 为了使 >E.<F;," 芯片中快速数据传输模式下的 数据总线 5 ［G… :］ 和通用 7. " 主控制器分别完成流数
基于USB的数据采集系统的设计
湖南人文科技学院
本科生毕业论文档案材料
题目：基于USB的数据采集系统的设计学生姓名：邹宇学号07421247
系部：通信与控制工程系
专业年级：0 7级自动化二班
指导教师：姚毅
湖南人文科技学院教务处制
注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优秀，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为不及格；2.此表用于指导教师对毕业论文成绩的评定。
注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优秀，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为不及格；2.此表用于评阅教师或专家对毕业论文的成绩评审。
组评定成绩综合评定。
基于USB接口的数据采集系统设计
置［］ 数据采集是工业控制中一个普遍而重要的环 １。 ， ２
节， 因此开发基于 Ｕ Ｂ 口的数据采集模块具有很强 Ｓ接
的现实应用意义。
ＰＩ Ｂ１ ｈｉ 公司推出的符合 ＵＢ．版 是Ｐｉｓ Ｄ ＳＤ２ Ｕ ｌ ｐ Ｓ１ １
端 口的函数即可。
图 ３ Ｓ Ｕ Ｂ通信过程
３ 结束语
“ 接 口的数据采集模块” 基于 Ｕ Ｂ Ｓ 是我校 ２０ 年 ０３
等操作生成驱动程序的框架代码， Ｖ ｕ Ｃ ６ 在 ｉａ ＋ ． ｓ ｌ ＋ ０
中进 一步 修改 Ｗｉ ｒｅ 生成 的接 口函数 和驱 动代 ｎ ｉｒ ｄｖ
码。
（ 天津科技大学电 子信息与自 动化学院， 天津 ３ ２ ） ０２ ０２
摘 要 文中给出基于ＵＢ 的数据采集模块的设计与实现。硬件设计采用以Ａｐ ３ 与ＰＩ Ｂ Ｉ为主的器件进行硬件设计， Ｓ 接口 ｄｃ １ Ｄ ＳＤ２ ８ Ｕ
采用Ｗｎｒｅ开发 ＵＢ ｉ ｉｒ ｄｖ Ｓ 驱动， Ｖｓ ｌ 十 ．对主机软件中硬件接口 并用 ｉａＣ ６０ ｕ 十 操作部分进行动态链接库封装。
通信芯片。本文采用单片机与 Ｕ Ｂ Ｓ 通信芯片的方式， 开发成本相对较小。数据采集部分带有 Ａ Ｄ Ｄ Ａ接 ／ ，／
口 的单片机有很多可供选择， 本模块采用 Ａ ８１ 伽ｃ ， ３
ＵＢ Ｓ 通信芯片采用 Ｐ ＮＳＤ２ Ｄ Ｂ Ｉ０
Ａｕ８１ ｎｏ Ｄｖｅ公司推出的芯片， ｄｃ 是Ａａｇ ｉｓ ３ ｌ ｅｃ 因为 它集成了ＡＤＤＡＦ ｈ ｏ，Ａ ，Ｔ 等一系列 ／ ，／ ，ａ Ｍｍｒ ＲＭＷ Ｄ ｌ ｅｙ ｓ 常用的接口， 开发比较方便。它的Ｐｇｍ ｈ ｏａ ｌ ｒｒ ｆ 达到 ｓ ａ
基于USB接口的数据采集系统设计
基于USB接口的数据采集系统设计摘要：基于USB的车辆测试数据传输系统的原设计方案不便于跨操作系统平台应用。
无法实现与计算机和外接USB存储设备的双向通信、驱动安装、偶尔故障等。
针对上述问题，本文提出了一种车辆测试数据传输系统驱动免费USB主从的设计方法。
该方法以USB接口芯片CH378为核心设计USB主从传输系统，通过特殊的USB主从状态电路，通过嵌套USB2实现USB主从模式的自动切换。
0协议、USBMassStorage协议、FAT32文件系统协议实现了无需驱动即可获取测试数据的功能。
本文主要介绍了新型车辆测试数据传输系统的总体设计方案、CH378硬件接口电路、USB主从状态电路以及USB从模式下的无驱动功能的实现。
通过实验验证，本设计可以实现了车辆测试数据传输系统的免驱动USB主从功能，为车辆测试数据传输系统的应用和维护带来了方便。
关键词：USB主机；USB从机；免驱；CH3781前言为了满足移动车辆的测试和恶劣的环境，车载数据采集分析系统通常采用存储测试技术。
在车辆道路测试过程中，数据传输和导出的速度和方便性成为后续分析的重要保证。
随着USB总线等优良特性的热插拔插头，即插即用，简洁界面，低成本和可靠的性能，它已成为一个主要传播方式现有的车载测试系统将收集到的数据通过USB总线和接口上电脑。
在车载USB数据传输系统的传统设计中，经常使用一些成熟的USB端口/并行端口芯片或特定厂家的USB接口芯片来构建系统。
该方案难度低，开发周期短，能够满足车载测试系统数据传输的应用要求。
但是，该方案存在以下缺点：1）应用前需要安装相应的模块/芯片驱动程序。
这些芯片驱动程序可能与现有系统组件发生冲突，导致安装失败或应用中出现错误，给测试人员带来不便;2）难以快速满足数据传输的跨平台应用需求;3）野外作业时，必须携带上位机导出数据，数据不能临时转移到U盘等便携式存储设备。
因此，为了满足现场应用的需要，需要新开发的车载测试数据传输系统来实现无驱动USB主从功能。
基于USB的数据采集卡方案设计书
基于USB的数据采集卡设计学生姓名杜学成学号2009101038所在系通信工程系专业名称通信工程班级2009级1班段纯爽指导教师四川师范大学成都学院二○一三年三月基于USB的数据采集卡设计学生：杜学成指导教师：段纯爽内容摘要：本论文所设计的数据采集卡是在单片机AT89C5131控制下进行数据采集，主要核心部分是微控制器和USB控制器，通过两者结合实现上位机和下位机之间的USB通信，使用AT89C5131单片机采集到数据通过USB数据线传输给PC机，在从PC机上的USB数据采集界面，可显示出采集数据的波形图功能，最后实现数据采集功能。
在数据采集系统中，传统外接设备与主机通信口一般采用ISA、PCI、1394等标准，但是基于这些接口的产品，要不安装麻烦，要不就是价格昂贵，还受到计算机插槽数量和地址中断资源的限制，并且可扩展性差，但USB的出现很好地解决了以上所有问题。
作为一种新型串口通信标准，它不但具有较高的传输速率，而且可扩展性好、采用总线供电，因此使用起来更加灵活。
USB数据采集共有4种传输模式：同步传输、控制传输、批量传输、中断传输，以此用来适应不同设备的需求。
同时信息技术与电子技术发展迅猛，也使得计算机和计算机外围设备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数据传输速度，而现在操作安装的简易性和纠错能力也成为人们关注的问题。
USB通讯技术出现后，使高传输速度、强纠错能力、易扩展性、即插即用等优点有机的结合在一起，使得USB数据采集发展前景更为广阔。
关键词：数据采集USB接口控制器Design of data acquisition card based on USBAbstract:The data acquisition system designed is under the control of SCM data acquisition in AT89C5131. The micro controller and the USB controller as the core part, implementation of USB communication between upper machine and lower machine through the combination of the two, there to the data line via the USB data is transmitted to the PC through the AT89C5131 collection. And the development of applications on PC, from the USB data acquisition interface on PC machine, can display the waveform function of data acquisition, data acquisition function.In data acquisition system, communication host and peripherals traditional mouth generally use the ISA, PCI, 1394 standards, these interface products, based on the installation of trouble, the price is expensive, and the slot number, address and interrupt resources constraints, poor scalability, USB, is a good solution to the above problem. USB is a kind of serial communication standard model, the transmission rate is high, good scalability, the bus power supply, the use of flexible. It has a total of 4 transmission modes: control transfer, interrupt transfer, synchronous transmission, mass transfer, in order to adapt to the needs of different equipment. The rapid development of information technology and electronic technology, the computer and peripheral equipment has also been rapid development and application. In the past people only pursue the transmission speed between computer and peripherals, simplicity of installation error correction ability and operation now has become one of the focuses of the target. USB communication technology, the high transmission speed, strong error correction ability, expansibility, easy plug-and-play, organic unifies in together, at the same time, also make the development of a broader USB data acquisition.Keywords: Data acquisition USB interface controller目录1USB简介 (5)1.1USB的互连 (5)1.2USB的主机 (6)1.2.1 USB驱动(USBD) (6)1.3USB设备 (7)1.4USB的物理层 (7)2整体方案设计 (8)2.1方案论证 (8)2.2方案比较 (9)3单元模块设计 (10)3.1微控制器及USB控制器接口电路模块 (10)3.1.1 AT89C5131封装及引脚说明 (10)3.1.2 AT89C5131的USB接口电路 (11)3.2AD转换电路模块 (13)3.2.1 A/D转换器 (13)3.2.2 A/D转换器接口电路 (15)3.3外接存储器接口电路 (17)3.3.1 外接存储器 (17)3.3.2 外接存储器接口电路 (18)3.4系统外围电路 (18)3.5软件设计 (20)3.5.1 固件程序 (20)3.5.2 USB设备驱动程序 (24)3.5.3 应用程序 (26)4小结 (29)5致谢 (30)6参考文献 (31)7附录 (32)7.1硬件连接电路图 (32)7.2PCB图 (33)1 USB简介通用串行总线标准USB是1995年微软、康柏、DEC、IBM等公司为解决传统总线不足的问题而推出的一种新型通信标准。
基于USB接口的数据采集控制器设计
指令传递给 Ａ ｕ ８５ Ａ ｕ ８５ Ｄ Ｃ ４ ， Ｄ Ｃ ４ 处理来 自 Ｕ Ｂ的 Ｓ 请求和 中断 ， 同时 Ａ ｕ ８ ５ Ｄ Ｃ ４ 通过 传感器完成现场 数据 的采集 ， 并将采样数据通过 ＵＳ Ｂ发送到 上位 机 。因此整个数据采集处理系统可以看作一块数据
Ｎ ４ ２０ ｏ．０８
工程与试 验
Ｄ ｃｍｂ ｒ ０８ 采 集控 制器 设 计
金 向平 张煜农 ，
（． 华职业技 术学 院机 电工程 系， 江 金 华 ２０ ７２ 金 华 巨龙 电脑试验机 有限公 司， １金 浙 ３１１；． 浙江 金 华 ３１１） ２０７
快 ， 积小 ， 体 方便 携 带 ， 可用 于速 度 、 荷 、 移 、 负 位 温度
引
信 号 采 集 与处 理 广 泛 应 用 于 工 业 生 产 各 个 领
和湿 度等 自动 检ｉ 及各 种信 号输 出 。 贝 ４
２ 系统结构及工作原理
系统 由单 片 机 ＡＤｕ ８５ ＵＳ Ｃ ４ 、 Ｂ接 口 以及 其 他 辅 助模 块 组成 ， 制 系 统 结构 如 图 １所 示 。上 位 机 控 与 ＡＤｕ ８ ５问 由 ＵＳ Ｃ４ Ｂ总线 相连 ， Ｂ将 上位 机 的 ＵＳ
ｌ ｂ ｌ ｙ ｉ ｏ ｄ ａ ｙ ｔ ｐ ｒ ｔ ，ｖ ｒａ ｉ ｔ ｔｏ ｇ ａ ｄ Ｓ ｎ ｍｅ ｉｓ ｖ ｉ ｂ ｅｉ ａ ｈ ｋｎ ｆｓｔ ｉ ｉ ｔ ｓｇ ｏ ，ｅ ｓ ｏ ｏ ｅａ ｅ ｅ ｓ ｔｌ ｙ ｓｒ ｎ ｎ Ｏｏ ｒｔ ，ａ ａｌ ｌ ｅ ｃ ｉ ｄｏ ｉ— ａ ｉ ｉ ａ ｎ
Ｂａ ｅ ｎ ＵＳ ｎ ｅ ｔｏ ｔ ｑｕ ｓ ｔｏ ｎ ｒ ｌｅ ｓ ｓ ｄ ｏ Ｂ Ｃｏ ｎ ｃ ｉ ｎ Ｄａ ａ Ａｃ ｉ ｉｉ ｎ Ｃｏ ｔ ｏ ｌ ｒ Ｄｅ ｉ
基于USB总线的实时数据采集系统设计
基于USB总线的实时数据采集系统设计基于通用串行总线（USB）的实时数据采集系统的设计严格遵循USB1.1协议，充分体现USB便捷、易扩展、低成本、低干扰的特点。
详细介绍系统的USB设备驱动程序、设备固体、应用程序的具体设计。
现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高。
目前比较通用的是在PC 或工控机内安装数据采集板卡，如A/D卡及422、485卡。
这些数据采集设备存在以下缺陷：安装麻烦；价格昂贵；受计算机插槽数量、地址、中断资源限制，可扩展性差；在一些电磁干扰性强的测试现场，无法专门对其做电磁屏蔽，导致采集的数据失真。
通用串行总线（Universal Serial Bus，简称USB）是1995年康柏、微软、IBM、DEC等公司为了解决传统总线的不足推广的一种新型串行通信标准。
该总线接口具有安装方便、高带宽、易扩展等优点，已经逐渐成为现代数据传输的发展趋势。
基于USB的数据采集系统充分利用USB总线的上述优点，有效解决了传统数据采集系统的缺陷。
1 系统硬件设计1.1 硬件总体结构USB实时数据采集系统硬件模块包括A/D转换器、微控制器、USB通信接口和多路模拟开关。
硬件总体结构如图1所示。
1.2 USBN9602芯片USB接口芯片采用National Semiconductor公司的一种专用芯片USBN9602。
该芯片内部集成微处理器接口、FIFO存储器、时钟发生器、串行接口引擎（SIE）、收发器、3.3V电压转换器，支持DMA、微波接口，内部结构如图2所示。
微控制器通过8位的并行接口传送A/D采集的数据，存储在FIFO存储器中；一旦FIFO存满，SIE立刻对数据进行处理，其中包括：同步模式识别、并/串转换、位填充/解填充、CRC产生与校验、地址识别、握手响应与产生、USB特殊事件（Reset、Suspend、Resume）检测；最后由收发器通过数据线（D+、D-）传送数据至PC。
上述过程严格遵守USB1.1协议。
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毕业设计(论文)任务书(理工类)
学生姓名：贾志前专业：电子信息工程班级：B09211学号：20094021113
指导教师：姚晓琼职称：讲师完成时间：2013.6.10
毕业设计(论文)题目：
基于USB接口数据采集计算机软件的设计
题目来源
教师科研课题
纵向课题（）
题目类型
理论研究（ ）
注：请直接在所属项目括号内打“√”
教研室主任见：
教研室主任签字：年月日
2、第七学期第16周～第17周，开题报告审阅、答辩
3、第八学期第1周～第3周，熟悉USB接口，USB协议
4、第八学期第3周～第7周，完成软件结构设计，完成系统的构建
5、第八学期第8周～第11周，完成控制软件流程图、测试软件设计、调试
6、第八学期第12周～第15周，做出使用说明书，完成毕业设计论文
指导教师签字：年月日
横向课题（ ）
应用研究（ ）
教师自拟课题（√）
应用设计（√）
学生自拟课题（ ）
其他（ ）
总体设计要求及技术要点：
VC++或其他高级语言编写计算机软件，实现USB接口的数据采集，并可以实现向USB接口发送数据或命令
基本要求：
1、完成计算机软件人机交互界面设计
2、能够实现USB接口读写功能
较高要求：
3、能够实时显示采集的数据，
4、能够向USB接口发送指定数据
工作环境及技术条件：
计算机一台，有关的技术手册
工作内容及最终成果：
1、完成计算机人机交互界面的编程
2、完成VC++实现USB协议
3、完成USB接口数据的读写并显示
4、做出设计说明书
时间进度安排：
1、第七学期第6周～第15周，查阅资料，完成开题报告、文献综述、外文文献翻译