基于通用串行總線(xiàn)（USB）技術(shù)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、通用串行總線(xiàn)(USB)是一種高傳輸速度的串行接口總線(xiàn)，由于它具有即插即用、易于擴(kuò)展和高傳輸速率的特點(diǎn)(與老式的串、并口相比)，因此，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于各種計(jì)算機(jī)外設(shè)、數(shù)字設(shè)備以及工業(yè)領(lǐng)域之中。對(duì)基于USB總線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸方法進(jìn)行研究，充分利用此種傳輸方法的優(yōu)越性，能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省⒖煽啃耘c方便性，更有效地利用計(jì)算機(jī)資源，在實(shí)際應(yīng)用中更好地發(fā)揮作用。 論文在深入研究通用串行USB2.0總線(xiàn)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的前提下，選用高性?xún)r(jià)比的USB

2、2.0總線(xiàn)控制芯片，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于USB2.0總線(xiàn)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。論文重點(diǎn)討論了USB數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)單片機(jī)固件(Firmware)程序和WDM模型驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)方法，得到了一種基于USB2.0技術(shù)的高速數(shù)據(jù)采集解決方案。 論文完成了以下工作： ●介紹USB的發(fā)展背景和它的現(xiàn)狀，從多個(gè)角度探討USB的技術(shù)特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)，指出采用基于USB2.0數(shù)據(jù)傳輸方式是解決高速數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)傳輸瓶頸的一種可行方法； ●對(duì)USB相

3、關(guān)背景知識(shí)作出相應(yīng)描述，其中包括USB體系架構(gòu)、USB總線(xiàn)的擴(kuò)展、物理接口、數(shù)據(jù)流模型和USB協(xié)議的簡(jiǎn)單介紹； ●硬件板體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)：設(shè)計(jì)了基于USB接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件電路原理圖，選用的芯片ISP1581是一款帶有并行總線(xiàn)和DMA傳輸能力的高速USB接口器件，應(yīng)用其DMA數(shù)據(jù)傳輸方式達(dá)到了數(shù)據(jù)采集速率的要求； ●單片機(jī)固件程序設(shè)計(jì)：程序完成了ISP1581的硬件枚舉以及數(shù)據(jù)采樣兩部分任務(wù)，在使ISP1581達(dá)到

4、較高傳輸速率同時(shí)保證了硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定性； ●在對(duì)Windows操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)模型WDM深入探討的基礎(chǔ)上完成了基于WDM模型的USB高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)，完全符合WDM分層驅(qū)動(dòng)模型架構(gòu)，一方面使驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)清晰、規(guī)整，另一方面也有利于驅(qū)動(dòng)程序的移植，提高驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)效率； 通過(guò)USB高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，可以得到如下結(jié)論：采用USB2.0技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有速度快、可靠性高、支持硬件熱拔插等技術(shù)