基于usb数据采集的虚拟仪器设计

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1、太原理工大学硕士学位论文基于USB数据采集的虚拟仪器设计姓名：邱选兵申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：熊诗波20060501基于USB数据采集的虚拟仪器设计摘要本课题主要利用数据采集技术、USB总线技术、虚拟仪器技术、单片机技术以及一些相关的软硬件知识，来研究了基于USB数据采集的虚拟仪器。USB接口具有即插即用、使用方便等特点，本课题将USB技术引进数据采集中，并结合虚拟仪器编程思想来设计的。在此基础上，本课题完成了包括数据采集卡的电原理图设计、电路板PCB板的制作、固件程序的编写调试、Windows下的WDM设备驱动程序的编写调试、固件下载驱动程序的生成以及在LabWindow

2、s／CVI环境下的应用程序的编写等大量工作，其中涉及知识包括模拟电路、数字电路、C51语言、KeilC、VC++6．0、USB接口技术、WIN2000DDK、Protel99Se、LabWindows／CVl8．0等。最后通过综合调试，实现了数据从USB采集板传送至PC主机的过程，完成了一个简单的基于USB接口的虚拟仪器数据采集的设计。关键词：数据采集，USB，固件，WDM，虚拟仪器，多线程DESIGNOFVIRTUALINSTRIMENTSBASEDONUSBDAQABSTRACTThisprojectmainlyuseDataacquisition，theUSBtheory,Virtual

3、instrumentstheory,MCUtheoryandsomeknowledgeincludingsoftwareandhardwaretoperformthedesignofVirtualinstrumentsbasedonUSBdataacquisition．USBhasthecharactersofPlug—-and-·PlayanditalsoisconvenientforuseSotheprojectbringstheUSBintodataacquisitionandworksalongwithVirtualinstruments．Basedonthis，Ihadaccompl

4、ishedcircuitdesign、circuitboardPCBmaking、compilinganddebuggingfirmwareprogramofMCU，compilingWDMprogram，LabWindows／CVIprogramandSOOil，andinvolvingknowledgehaveanaloganddigitalcircuit、C51Language、KeilC、VC++6．0、USBbus、2000DDK、Protel99Se、LabWindows／CVI8．0andSOon．Afterintegrateddebugging，ithasbeensuccess

5、fultotransmitdatafrommyUSBDAQtoPCandaccomplishthesimpleprototypeofvirtualinstrumentssystembasedonUSBinterface．KEYWORI)S：DAQ，USB，firmware，WDM，Virtualinstruments，MulithreadIT太原理J．夫学砸}一研究生学位论文第一章绪论1．1数据采集系统及其发展的现状1．1．1典型的数据采集系统随着电f技术、计算机技术和信息技术的发展，数字系统已经』、‘泛的运用于陶民经济、国防建设、科学实验的各个方面。相列传统的模拟信号，数字信号具有精度岛、稳

6、定性、易ji集成化等优点．但是实际的，b6。和科研的各利If青弓都避连续的模拟信呼，所以引进了数据采集系统。典型的数据采集系统如F图卜1所示t”】。在圈卜1中，外界的信号(如压力、流鼙、黼度、位移以及搬动等)经传感器转换为系统可识别的信q如电眨、电流、电容以及f乜感等信弓，这些信I予经过信号调理电路(隔离放大器等)进入多路模拟开关(瓤x)，再进入仪器放大器(【A)、采样保持电路(洲A)、模拟转数。#I电路(ADC)，最后经过数掘总线进入到计算机，计算机做数据处理、分析和存盘等等。图l-1典型的数据采集系统Figure1-Itypicaldataacquisitionsystem旧闰太原理r人学

7、硕”I研究生学位论文1．1．2数据采集与处理系统的发展现状与趋势数据采集系统起始rli触纪50年代，1956年美踊西先研究了用征军事I二的测试系统。随后的』卜tqll骋，数据采集系统得到了迅速的发展，特别是随蓿电子技术、信息技术的发展，数捌采集系统的设汁也进行了革命‘141r均变化。数据采集系统经历了从分”．／‘件的时代发展到了今天的超高密度集成数字系统，采样的频率已经I：了G时代一一口3J[24