《USB接口的数据采集卡》原理图
ADB01_USB 型数据采集器使用说明
AD B01_USB型数据采集器使用说明第一章 概述ADB01_USB型数据采集器是我公司开发的USB总线数据采集产品，可与带USB接口的各种笔记本、台式机连接构成高性能的数据采集测量系统。
该产品采用美国新型 12位A/D转换芯片，设计讲究，测量精度高, 速度快, 应用软件功能强大，操作简便, 且具有USB设备体积小巧, 连接方便, 无需外接电源, 即插即用, 可带电拔插等优点. 可广泛应用于科学实验, 工业测量领域。
ADB01_USB型数据采集器的原理框图如图1-1所示。
图1-1一.主要技术特点·USB接口，笔记本、台式机均可使用，不占用任何扩展槽·16或32路模拟信号和3路隔离程控脉冲信号同步采集·同步时间码记录·数据采集器调节完全实现数字程控，在Windows环境下图形界面操作·通过USB总线可实现多台数据采集器同时工作，软件支持网络远程操作·德国连接件，方便可靠·USB总线供电，无需外接电源·功能强大的DdsXp软件支持二.主要技术指标·USB总线数据传输速率：12MB/s·采样分辩率：12位·精度：0.1%（满量程）·通道间采样间隔：6us·采样速率：采样速率程控设定，每个通道可分别选择高速或低速采样速率最高每通道 1KS/s·量程：±5V 、±2.5V 、±1V 、±0.5V 各通道独立程控设定 ·输入通道数：单端32通道，双端16通道·脉冲部分：光电隔离脉冲输入，多种输入方式选择，程控比较电平调节，32位计数,可用于测量普通转速、频率 输入频率范围：0－50KHz·脉冲标记校对：脉冲输入或脉冲标记动态校对开关接口，可用于测量普通转速、频率 ·激励电压输出：5V ±10% 总的电流：50mA ，可选 4V ±0.2%高精度激励 ·工作温度范围：0℃ -55℃·耐振性：依照GJB150标准10-500Hz(加速度2.4G)三方向振动（加振后动作无异常）第二章 硬件连接说明一．信号输入端的连接ADB01_USB 型盒式数据采集器的信号输入端装有2组或4组10路水平管座（接入模拟信号）、1组4路水平管座（接入脉冲信号）, 另一端装有方形USB 插座。
主板USB接口电路结构图解
主板USB接口电路结构图解因为每个 USB 接口能够向外设提供＋ 5V500MA 的电流，当我们在连接板载 USB 接口时，一定要严格按照主板的使用说明书进行安装。
绝对不能出错，否则将烧毁主板或者外设。
相信有不少朋友在连接前置 USB 插线时也发生过类似的“ 冒烟事见“ 。
这就需要我们能够准确判别前置 USB 线的排列顺序如果我们晓得 USB 接口的基本布线结构，那问题不是就迎刃而解了吗。
USB 接口图解主机端：接线图：VCCData －Data ＋GND实物图：设备端：接线图：VCCGNDData －Data ＋三、市面上常见的 USB 接口的布线结构这两年市面上销售的主板，板载的前置 USB 接口，使用的都是标准的九针USB 接口，第九针是空的，比较容易判断。
但是多数品牌电脑使用的都是厂家定制的主板，我们维修的时候根本没有使用说明书；还有像以前的 815 主板，440BX ， 440VX 主板等，前置 USB 的接法非常混乱，没有一个统一的标准。
当我们维修此类机器时，如何判断其接法呢？现在，把市面上的比较常见的主板前置 USB 接法进行汇总，供大家参考。
( 说明：■ 代表有插针，□ 代表有针位但无插针。
)1 、六针双排这种接口不常用，这种类型的 USB 插针排列方式见于精英 P6STP －FL(REV ： 1.1) 主板，用于海尔小超人 766 主机。
其电源正和电源负为两个前置 USB 接口共用，因此前置的两个 USB 接口需要 6 根线与主板连接，布线如下表所示。
■DATA1+■ VCC■DATA2-■DATA2+■ GND2 、八针双排这种接口最常见，实际上占用了十针的位置，只不过有两个针的位置是空着的，如精英的 P4VXMS(REV ： 1.0) 主板等。
该主板还提供了标准的九针接法，这种作是为了方便 DIY 在组装电脑时连接容易。
■ VCC■DATA －■DATA ＋□NUL■ GND■ GND□NUL■DATA ＋■DATA －■ VCC微星 MS-5156 主板采用的前置 USB 接口是八针互反接法。
基于USB的数据采集卡设计说明
师大学学院本科毕业设计基于USB的数据采集卡设计学生杜学成学号2009101038所在系通信工程系专业名称通信工程班级2009级1班指导教师段纯爽师大学学院二○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, thereto 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 transmissionspeed, 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51.1USB的互连61.2USB的主机71.2.1 USB驱动(USBD)81.3USB设备81.4USB的物理层82整体方案设计92.1方案论证102.2方案比较113单元模块设计123.1微控制器与USB控制器接口电路模块123.1.1 AT89C5131封装与引脚说明123.1.2 AT89C5131的USB接口电路143.2AD转换电路模块153.2.1 A/D转换器163.2.2A/D转换器接口电路183.3外接存储器接口电路203.3.1 外接存储器203.3.2 外接存储器接口电路21 3.4系统外围电路223.5软件设计243.5.1 固件程序243.5.2 USB设备驱动程序283.5.3 应用程序314小结355致366参考文献377附录397.1硬件连接电路图397.2PCB图401 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的数据采集卡设计
基于USB 的数据采集卡设计刘铁(北京经纬纺机新技术有限公司100176)摘 要 本文介绍了PIC 单片机PIC18F4580控制PDIUSBD12,实现USB 主机的硬件设计和底层驱动程序的编写。
通过PC 机上的软件完成对监控设备的脉冲信号频率、CAN 通讯数据监控。
关键词 U SB PIC18F4580 PDIUSBD12 数据采集卡1 引言随着工业技术的发展和现场监控要求的提高,许多应用场合需要对现场的数字、模拟信号以及通讯数据进行实时监控和操作。
目前常用的监控手段一般采用基于PCI 总线的板卡或基于RS232、RS485通讯总线,PCI 总线虽然传输速度快,但要占用PC 机扩展槽地址或中断资源,且现场插拔不方便。
RS232、RS485总线虽然插拔比较方便,但传输速度有限,而USB 接口很好的解决了上述问题,它是PC 机的基本配置,即插即用,并且具有较高的传输速度,是实现数据监控比较理想的一种方式。
2硬件实现图1 系统硬件示意图本硬件系统包括内嵌CAN 总线控制器的Mi crochip 公司PIC18F4580单片机,USB 接口芯片采用Philips 的PDIUSBD12,CAN 通讯收发器采用M CP2551,外部数字脉冲信号直接进入单片机捕获单元。
供电采用U SB 系统电源,由于USB 控制芯片即可以采用5伏供电也可以采用3.3伏供电,因此单片机和USB 控制器数据线和控制线可以直接连接,不需要进行电平转换或缓冲。
硬件系统图如图1所示。
2.1 PIC 18F4580单片机特点PIC18F4580是美国Microchip 公司生产的内嵌增强性CAN 控制器的8位处理器,内部包含了32K Flash Rom,256个字节的EEOROM,1536个字节SRAM ,11路10位A D 输入通道,2路捕获和比较单元,1路EUSRT 和M SSP 模块,灵活的时钟晶振结构和高达40M 时钟频率等十分丰富的外设模块来满足不同用户使用需求。
数据采集卡
这是全局原理图：具体思路是模拟输入信号由输入级输入，经阻抗匹配和放大后进入ICL5510进行模数转换，出来的数据存放到FIFO高速缓存芯片IDT7203，单片机将数据读出再经由D12 USB发到电脑显示，上位机打算有NI公司的LabWindowsCVI来开发（也可以用VB,VC等）。
下面我分别介绍我的各部分电路：1．输入级电流比较大所以输入阻抗不是太大，300K欧，下面是NE5532 datashit的截图如果大家觉得输入阻抗不够大可以采用JFET的高输入阻抗运放，如TL082，它的封装与NE5532兼容。
第二级输入是加法放大电路，通过选取不同的反馈电阻进行小信号的放大。
由于ICL5510的输入电压范围是2V，所以大家根据需要，自行计算。
不过要说明的是由于运放采用+/-15V供电，最大输出可达+/-12V左右，所以放大倍数不能太大，输入的电压也要在自己设计的范围内。
也可以加一个稳压管进行限压保护。
下面讨论一下一个很重要的问题，输入带宽。
NE5532接成跟随器的带宽有10M,但在放大模式下会降低很多。
如9倍放大，跟理论放大倍数一致的带宽只能达到1M。
输入信号的频率再大，放大倍数就会相应变低，100倍放大带宽只有100KHZ。
下面是NE5532 datashit的截图：测试电路如下：频率响应如下：所以本设计的采集频率范围定为1M，如果你想设计更高速的输入通道那你就要采用更高速的运放，不过这些运放价格不菲，而且封装是一个元件一个运放（5532有两个）。
这里要说明的是为什么采用加法器，因为输入的信号有正负，如果输入一负信号，那经放大输出也是负信号，不满足5510的采样输入电压范围。
举个例：假如你输入一个+/-0.1v的信号，经加法器加上一个1v的电压，那得出的是+0.9~+1.1的电压信号，满足输入要求。
2．AD转换ICL5510ICL5510是CMOS,8位，20MSPS高速模数转换器，它采用半闪结构，5V电源供电，功率100mW。
USB的高精度多通道数据采集卡设计.
USB的高精度多通道数据采集卡设计USB的高精度多通道数据采集卡设计摘要：详细叙述了用USB控制器CY7C68013与A／D转换器ADS8364，构成高精度多路同步数据采集卡的过程，并给出了相应的前端电路和FPGA的控制流程。
数据采集卡通过USB协议进行数据传输，增加了数据传输的有效性和采集卡的通用性。
ADS8364可以进行6通道高精度的数据采集，符合大部分的数据采集要求。
通过运用FPGA对数据采样，传输等进行控制，并在传输过程中进行一些基本的数据处理。
在电子测量中，不仅USB的高精度多通道数据采集卡设计摘要：详细叙述了用USB控制器CY7C68013与A／D转换器ADS8364，构成高精度多路同步数据采集卡的过程，并给出了相应的前端电路和FPGA的控制流程。
数据采集卡通过USB协议进行数据传输，增加了数据传输的有效性和采集卡的通用性。
ADS8364可以进行6通道高精度的数据采集，符合大部分的数据采集要求。
通过运用FPGA对数据采样，传输等进行控制，并在传输过程中进行一些基本的数据处理。
在电子测量中，不仅需要对多路信号进行高精度的采集和预处理，而且要将其快速地传送到计算机，以便于对测量的监测。
文中选用ADS8364来进行多通道信号采集，通过CY7C68013芯片采用USB2．O协议进行数据的快速传输。
1 多通道，高精度的A／D转换ADS8364是美国TI公司生产的高速、低功耗，6通道同步采样16位模数转换器。
ADS8364采用+5 V工作电压，并带有80dB共模抑制的全差分输入通道以及6个4μs连续近似的模数转换器、6个差分采样放大器。
当ADS8364采用5 MHz的外部时钟来控制转换时，它的取样率是250kHz，同时对应于4μs的最大吞吐率，这样，采样和转换共需花费20个时钟周期。
另外，当外部时钟采用5 MHz时，ADS8364的转换时间是3．2μs，对应的采集时间是0．8μs。
因此，为了得到最大的输出数据率，读取数据可以在下一个转换期间进行。
16位单通道USB数据采集卡使用说明
DAQCard-060101 16位单通道USB数据采集卡使用说明一、基本参数输入电压量程：±1V，±10V输入通道：单通道差分输入分辨率：16bit采样率：1ksps —500ksps软件可调。
二、硬件接口说明1、USB接口, 可直接插入计算机USB插口，或使用USB延长线。
2、差分电压信号输入端：“+”接差分信号正输入端，“-”接差分信号负输入端。
3、量程选择跳线：两个短路块同时插在外侧，选择±10V量程，同时插在内侧，选择±1V量程。
请勿将两个短路块插在不同的两侧。
三、驱动安装说明1、本卡通过USB接口供电和传输数据，支持即插即用和热插拔。
2、首次使用本卡时，需要安装驱动程序。
此后再使用时无须再次安装驱动，即插即用。
3、首次使用本卡时，将USB接口与计算机连接，稍等片刻，计算机将提示“发现新硬件”，如下图所示。
选择“否，暂时不”，并点击“下一步”。
4、系统出现如下对话框。
选择“从列表或指定位置安装（高级）”，点击“下一步”。
5、系统出现如下对话框。
选择“不要搜索。
我要自己选择安装的驱动程序”，点击下一步。
6、如出现下面的对话框，选择“通用串行总线控制器”，点击“下一步”。
7、系统出现如下对话框。
则点击“从磁盘安装”。
8、在弹出的路径对话框中选择程序安装目录下的“DAQCard-060101.Inf”文件。
点击“确定”。
9、回到6步所示对话框，此时出现提示“DAQCard(without driver)”，选中该项后，点击“下一步”。
10、系统开始安装驱动，若弹出如下对话框，选择“仍然继续”。
11、驱动安装完成，出现如下对话框，点击“完成”。
12、稍等片刻，系统再次提示安装驱动程序。
选择“否，暂时不”，点击“下一步”。
13、选择“自动安装软件”，点击“下一步”。
14、选中第二项驱动文件（如下图所示），点击“下一步”。
15、选择“仍然继续”。
16、驱动安装完成。
一种USB接口的数据采集卡的设计
一种USB接口的数据采集卡的设计林宏泉;秦会斌【摘要】随着电子信息技术和计算机技术的高速发展,数据采集应用越来越广泛.提出了一种基于USB接口的数据采集卡的设计解决方案.采用PIC16F886单片机为主控制芯片,PDIUSBD12为USB的接口芯片.给出了采集卡的设计整体框图,并介绍了采集卡的硬件电路设计以及固件程序设计.所设计的USB接口的数据采集卡电路简单、性能稳定,支持即插即用.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)012【总页数】4页(P27-29,32)【关键词】数据采集;USB接口;PIC16F886;PDIUSBD12【作者】林宏泉;秦会斌【作者单位】杭州电子科技大学新型材料与器件研究所,浙江杭州310018;杭州电子科技大学新型材料与器件研究所,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TP360.2工业生产和科研领域往往都需要对重要数据进行采集，为提高产品质量、降低成本提供信息和手段［1］。
随着计算机外部设备的普及，微机技术和电子信息技术的快速发展不断对数据采集系统提出新的要求。
基于传统总线的采集卡存在的安装繁琐、传输速率低、可挂载的设备少等问题，制约着数据采集系统的发展。
由于USB总线在支持即插即用、数据传输快、性价比高等方面具有优势，本文提出了一种USB接口数据采集卡的设计，有效地解决了传统总线面临的问题。
USB接口的数据采集卡的整体设计框图如图1所示。
数据采集卡的硬件电路选择PIC16F886单片机作为主控制芯片，PDIUSBD12芯片作为 USB的接口芯片，A/D转换模块使用单片机内部的10位AD转换模块。
系统的硬件部分需要完成与PC端之间的USB数据通信，PC需要识别插入的USB 接口的数据采集卡并完成相关的配置。
PC对USB采集卡的识别过程，需要对USB接口的采集卡进行枚举。
2.1 PIC16F886芯片介绍PIC16F886单片机是Microchip公司推出的支持精简指令集（RISC）的8位嵌入式微控制器［2］。