USB及CPLD技術(shù)研究及其在測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、接口電路是測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分，用來(lái)解決信息的傳輸和處理，如信息的傳輸速度、信息的傳輸方式、信息的編碼格式和邏輯電平。以PC機(jī)為核心的測(cè)控系統(tǒng)中，接口一般是PCI卡或ISA卡，也有部分接口使用RS-232總線和并行打印機(jī)端口。這些接口存在很多缺點(diǎn)，例如安裝繁瑣，價(jià)格昂貴，數(shù)據(jù)傳輸速率低，不能即插即用，接口不能共享，尤其是受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量、地址、中斷資源的限制，可擴(kuò)展性差。 通用串行總線(UniverSal Serial Bus

2、簡(jiǎn)稱USB)是一種新型的計(jì)算機(jī)接口總線，已經(jīng)發(fā)展到了USB2.0版本，具有即插即用、傳輸速率快、易連接、成本低、自供電等特點(diǎn)，己被廣泛應(yīng)用到打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、攝像頭、MP3、移動(dòng)硬盤(pán)等設(shè)備。 復(fù)雜可編程邏輯器件(簡(jiǎn)稱CPLD)由用戶編程來(lái)配置芯片內(nèi)的觸發(fā)器、邏輯門(mén)等硬件資源，實(shí)現(xiàn)專用的用戶邏輯功能。它的邏輯程序可以被多次改寫(xiě)，并且在滿足專用的、個(gè)性化的設(shè)計(jì)需求方面表現(xiàn)出巨大的靈活性和競(jìng)爭(zhēng)力。使用CPLD實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)，有研

3、制周期短、先期投資少、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)、PCB面積小、系統(tǒng)可靠性高、修改邏輯方便和小批量生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì)。 為了克服傳統(tǒng)接口電路的缺陷，本文深入研究USB2.0協(xié)議及CPLD開(kāi)發(fā)技術(shù)，利用USB和CPLD的優(yōu)點(diǎn)，研制了小型、智能化、多功能、能即插即用的通用測(cè)控模塊。該模塊具有80個(gè)I／0端口，實(shí)現(xiàn)8通道的數(shù)據(jù)采集和8通道的模擬信號(hào)輸出，而且使用方便。 論文介紹了設(shè)計(jì)通用測(cè)控模塊的過(guò)程。其中，硬件電路設(shè)計(jì)部分討論了測(cè)控模塊的設(shè)計(jì)，包

4、含了內(nèi)置USB2.0模塊的增強(qiáng)性8051內(nèi)核單片機(jī)CY7C68013、16位A／D轉(zhuǎn)換器MAXll66BCUP、8通道8位D／A轉(zhuǎn)換器TLC5628CN、CPLD芯片EPM3256A以及其他集成電路的詳細(xì)應(yīng)用，并給出了各部分硬件電路的原理連接圖；軟件設(shè)計(jì)部分討論了固件設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)以及應(yīng)用程序與驅(qū)動(dòng)程序之間的通信。實(shí)驗(yàn)證明，該測(cè)控模塊的I／O端口工作正常，A／D轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定輸出為13位，D／A轉(zhuǎn)換器輸出的線性好，滿足現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)的要求