在虛擬儀器中的基于USB 2.0高速數(shù)據(jù)采集卡

1、在虛擬儀器中的基于usb 2.0高速數(shù)據(jù)采集卡要 2.0的高速數(shù)據(jù)采集卡的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)。克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡的局限,使得的用法越來(lái)越快捷便利。usb2.0高速數(shù)據(jù)采集usb2.0的高速數(shù)據(jù)采集卡在虛擬儀器中的應(yīng)用。1 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)2 usb接口暗示圖3 應(yīng)用程序軟件流程圖1所示。a/d,是虛擬儀器硬件設(shè)備中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。下位機(jī)通過(guò)特定接口接受來(lái)自上位機(jī)的命令并向上位機(jī)提供自身所處的狀態(tài)：在收到采集命令后,對(duì)發(fā)送的模擬電信號(hào)舉行采樣以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),然后將數(shù)字信號(hào)通過(guò)接口傳給上位機(jī)。2個(gè)通道的傳感器信號(hào)舉行轉(zhuǎn)換,其最高采樣效率為,采樣轉(zhuǎn)換精度為位,系統(tǒng)采納了一個(gè)內(nèi)含先進(jìn)先出內(nèi)存的控制芯

2、片,該內(nèi)存用于存放轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù),用法可以有效地緩沖采集數(shù)據(jù),削減常見(jiàn)的命令傳送,使上位機(jī)有更多的時(shí)光舉行其他處理,并且不簡(jiǎn)單走失數(shù)據(jù)。該下位機(jī)可以編程控制采集頻率和采樣增益,具有較大的靈便性。usb2.0的高速usb設(shè)備接口模塊,其功能是由硬件和軟件共同來(lái)完成的。接口暗示圖所示。下面介紹一下主要功能模塊器件的挑選和功用。ad9059。該器件是位單片雙通道,具有高速、高性能、低功耗及易用法等特性,的編碼速率和的最大功率模擬帶寬使其在多路數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)中表現(xiàn)出優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)性能。大部分狀況下,僅需要一個(gè)單極性的電源和一個(gè)編碼時(shí)鐘即能正常工作。編碼時(shí)鐘提供與兼容的規(guī)律數(shù)據(jù)輸出,并控制兩個(gè)轉(zhuǎn)換通道同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)

3、舉行采樣。如長(zhǎng)時(shí)光不需要采集數(shù)據(jù),可啟動(dòng)休眠模式使總功耗小于。的時(shí)鐘及控制信號(hào)等由提供。來(lái)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字控制功能。ez-usb fx2(即7c68013)處于模式時(shí)實(shí)現(xiàn)讀寫控制信號(hào)、時(shí)鐘、輸出訪能、端點(diǎn)的挑選以及對(duì)和的控制等功能。cpld簡(jiǎn)單開(kāi)發(fā)升級(jí)的優(yōu)點(diǎn),在本設(shè)計(jì)中,全部的數(shù)字電路部分,所有是在內(nèi)實(shí)現(xiàn)的,本設(shè)計(jì)采納了公司的芯片,所用的軟件是公司的系統(tǒng),編程語(yǔ)言為語(yǔ)言。isp1032來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字規(guī)律電路功能,可以使高速數(shù)據(jù)采集卡工作穩(wěn)定,各方面性能良好?，F(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)是高頻的模擬信號(hào),信號(hào)變幻的范圍都比較大假如采納單一的增益放大那么放大以后的信號(hào)幅值有可能超過(guò)轉(zhuǎn)換的量程,所以必需按照信號(hào)的變幻相應(yīng)地調(diào)

4、節(jié)放大器的增益。在程度較高的系統(tǒng)中希翼能夠在程序中用軟件控制放大器的增益,經(jīng)過(guò)考慮本文挑選具有增益可編程功能的芯片。該芯片具有頻帶寬、噪聲低、增益可編程且易于與舉行串行通信等優(yōu)點(diǎn),非常適合在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)做前置放大。程控放大模塊的的控制字可在設(shè)定,再經(jīng)過(guò)接口由傳給。usb協(xié)議的芯片是關(guān)鍵。即7c68013)是世界上首批集成微控制器。其內(nèi)部集成了的、串行接口引擎、增加的微控制器和一個(gè)可編程的串行接口。usb接口接到機(jī)之前,外設(shè)上的固件存儲(chǔ)在上;一旦外設(shè)銜接到機(jī)上,先確認(rèn)外設(shè)身份即讀設(shè)備描述符,然后將該外設(shè)的固件下載到芯片的中,這樣在開(kāi)發(fā)過(guò)程中當(dāng)固件需要修改時(shí),可以在機(jī)上修改好后,下載到芯片中。pc

5、機(jī)發(fā)來(lái)的各種哀求,以完成它們之間的數(shù)據(jù)傳輸。其主要功能包括控制放大模塊,實(shí)現(xiàn)通道挑選;控制模塊的數(shù)據(jù)采集;通過(guò)實(shí)時(shí)上傳采集數(shù)據(jù)給控制芯片接收并處理設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的哀求如設(shè)置接口狀態(tài)等多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)哀求等。舉行開(kāi)發(fā),這樣比較簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)模塊化和分層結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)。c函數(shù)庫(kù)。軟件開(kāi)發(fā)包提供了該庫(kù)的目標(biāo)文件,同時(shí)還提供了該函數(shù)庫(kù)的源代碼,用戶可以利用來(lái)重新編寫該函數(shù)庫(kù)。ez-usb fx2程序框架或挺直用法固件庫(kù)開(kāi)發(fā)的程序,這是開(kāi)發(fā)外設(shè)的重要部分。在其固件程序中把自己定義為大存儲(chǔ)類、塊傳輸子類,操作系統(tǒng)中以上有相應(yīng)的類設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來(lái)支持這種類外設(shè)。在的固件程序中寫入通信模塊,就可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)和設(shè)備的通信。dscr.a51(a51宏匯編器、目標(biāo)文件轉(zhuǎn)換器和編譯器庫(kù)文件和啟動(dòng)代碼。在固件程序框架中,定義了基本的設(shè)備的功能,普通不許修改。本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)功能則在應(yīng)用層中的固件程序中完成。、放大模塊、采集模塊舉行控制,同時(shí)還要接收或者發(fā)送數(shù)據(jù)。在采集開(kāi)頭前,可以先將指令發(fā)送出去,實(shí)現(xiàn)在固件程序中定義的相應(yīng)功能,如通過(guò)口線控制前置放大模塊等。然后可以讀取傳送到主機(jī)的數(shù)據(jù),或者向設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)等。visual c+編寫好的應(yīng)用程序封裝成,即可在用編寫的虛擬儀器最上層應(yīng)用程序中挺直調(diào)用。usb2.0的高速數(shù)據(jù)采集卡在虛擬儀器中的應(yīng)用做了詳細(xì)的闡述,將該系統(tǒng)應(yīng)用于虛擬儀器中可實(shí)現(xiàn)熱插拔,克服了傳統(tǒng)數(shù)