基于ch375多通道usb接口與pc機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)

1、基于基于CH375多通道多通道USB接口與接口與PC機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)作者：楊全玖張…文章來源：微計(jì)算機(jī)信息點(diǎn)擊數(shù)：2649更新時(shí)間：200761116:39:07摘要摘要：利用USB接口技術(shù)，采用USB模塊CH375，在加速器核輻射監(jiān)測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了多個(gè)探測通道USB接口與計(jì)算機(jī)通信。給出了CH375與單片機(jī)接口電路的原理簡圖，并詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn)多通道USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳?、下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：USB接口，加速器，核輻射監(jiān)測

2、系統(tǒng)，多通道正離子靜電加速器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生能量較高的γ﹑X和快中子等多種放射性輻射，對周圍的環(huán)境造成污染，對生命造成危害[1]。由于其體積龐大，輻射范圍廣，需設(shè)計(jì)一個(gè)多探測端的多通道同步核輻射監(jiān)測系統(tǒng)，針對加速器周圍環(huán)境進(jìn)行輻射防護(hù)監(jiān)測。每個(gè)探測端屬于一個(gè)探測通道，它們相互獨(dú)立。各通道將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)（主控計(jì)算機(jī)）。上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示各個(gè)探測端的輻射強(qiáng)度及吸收劑量。若采用串口（RS232）實(shí)現(xiàn)多通道傳輸，各通道每次向

3、上位機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容量大（16K），而串口傳輸速度慢，花費(fèi)的時(shí)間長。在通信過程中，相應(yīng)通道進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，不能夠再采集新的信號，更加嚴(yán)重地影響了系統(tǒng)的探測效率。于是就采用CH375構(gòu)成的USB接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。速率可提高到1Mbits以上。同時(shí)USB所具有的即插即用、通用性強(qiáng)、易擴(kuò)展、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)[23]也極大地改善了接口的使用性能。1CH375模塊模塊[4]簡介簡介USB模塊CH375是一個(gè)USB總線的通用設(shè)備接口芯片，用戶無需編

4、寫驅(qū)動(dòng)程序，內(nèi)置有USB通訊中的底層協(xié)議，完全滿足USB1.1標(biāo)準(zhǔn)。具有8位數(shù)據(jù)總線（D0～D7）、地址輸入（A0）、讀（RD#）、寫（WR#）、片選控制線（CS#）以及中斷輸出（INT#），可以方便地掛接到單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)A0為低電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)端口，單片機(jī)通過8位并口對CH375進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)；為高電平時(shí)選擇命令端口，可以向其寫入命令。在本地端，單片機(jī)對CH375的操作是采用命令加數(shù)據(jù)的IO操作方式，任何操作都是先發(fā)命令（其命令格

5、式參考文獻(xiàn)3）給CH375，然后執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入輸出。CH375接收到上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)或者發(fā)送完給上位機(jī)的數(shù)據(jù)后，以中斷方式通知單片機(jī)。將CH375芯片的驅(qū)動(dòng)程序、動(dòng)態(tài)鏈接庫拷貝到上位機(jī)中，利用CH375動(dòng)態(tài)鏈接庫DLL提供的API函數(shù)對其進(jìn)行操作，對USB設(shè)備的通信就幾乎和訪問本地硬盤中的文件差不多了。2具有多個(gè)具有多個(gè)USB接口的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖1是加速器的核輻射監(jiān)測系統(tǒng)。是個(gè)具有多個(gè)USB接口的多通道數(shù)據(jù)采

6、集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可安裝連接多個(gè)探測端（最多128個(gè)）。監(jiān)測不同的放射性輻射時(shí)，裝配相應(yīng)的探測器。每個(gè)探測通道的工作原理及電子線路都相同，分別連接到USB擴(kuò)展卡上。多道分析器采用高性能AVR單片機(jī)ATmega128作為控制器。ATmega128運(yùn)用Harvard結(jié)構(gòu)概念，具有預(yù)取指令功能，機(jī)器周期為1個(gè)時(shí)鐘周期，絕大③單片機(jī)進(jìn)入中斷服務(wù)程序，獲取CH375的中斷狀態(tài)并分析；④如果是上傳（上傳緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)被計(jì)算機(jī)成功讀?。?，則釋放當(dāng)前USB緩

7、沖區(qū)，然后退出中斷程序；⑤如果是下傳（下傳緩沖區(qū)成功接收到計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)），則從數(shù)據(jù)下傳緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)塊；⑥分析接收到的數(shù)據(jù)塊，如果是數(shù)據(jù)請求上傳命令，準(zhǔn)備應(yīng)答數(shù)據(jù)（采集數(shù)據(jù)）；⑦單片機(jī)將采集數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)上傳緩沖區(qū)中，然后退出中斷程序；⑧CH375將采集數(shù)據(jù)返回給計(jì)算機(jī)；⑨計(jì)算機(jī)應(yīng)用層接收到應(yīng)答數(shù)據(jù)，傳輸結(jié)束；該通訊方式具有數(shù)據(jù)自動(dòng)同步、程序設(shè)計(jì)簡單、較好的交互性和可控性等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)定時(shí)以此方式順次訪問各通道，獲取各通道采集到的數(shù)據(jù)