基于通用串行总线（usb）技术的高速数据采集系统设计

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1、北京交通大学硕士学位论文基于通用串行总线（USB）技术的高速数据采集系统设计姓名：马震申请学位级别：硕士专业：通信软件工程指导教师：张思东20050301北京交通大学硕士学位论文摘要通用串行总线(usB)是一种高传输速度的串行接口总线，由于它其有即插即用、易于扩展和高传输速率的特点(与老式的串、并口相比)，因此，现在被广泛应用于各种计算机外设、数字设备以及工业领域之中。对基于uSB总线的数据传输方法进行研究，充分利用此种传输方法的优越性，能提高数据传输的速率、可靠性与方便性，更有效地利用计算机资源，在实际应用中更好地发挥作用。论文在深入研究通用

2、串行usB2．0总线技术体系结构的前提下，选用高性价比的USB2．O总线控制芯片，设计实现基于usB2．O总线的高速数据采集系统。论文重点讨论了USB数据传输相关单片机固件(Firmware)程序和wDM模型驱动程序设计方法，得到了一种基于usB2．0技术的高速数据采集解决方案。论文完成了以下工作：●介绍usB的发展背景和它的现状，从多个角度探讨USB的技术特点以及发展趋势，指出采用基于usB2．0数据传输方式是解决高速数据采集实时传输瓶颈的一种可行方法；·对usB相关背景知识作出相应描述，其中包括uSB体系架构、usB总线的扩展、物理接口、数

3、据流模型和usB协议的简单介绍；●硬件板体系结构设计及实现：设计了基于uSB接口的数据采集系统硬件电路原理图，选用的芯片ISPl581是一款带有并行总线和DMA传输能力的高速USB接口器件，应用其DMA数据传输方式达到了数据采集速率的要求；·单片机固件程序设计：程序完成了IsPl58l的硬件枚举以及数据采样两部分任务，在使ISPl58l达到较高传输速率同时保证了硬件系统的稳定性；·在对windows操作系统驱动程序开发模型wDM深入探讨的基础上完成了第l页北京交通大学碟士学位论文摘要慕予wDM模型的uSB商速数据采集系统驱动程序开发，完全符合w

4、删分层驱动模型架桶，一方嚣使驱动程序结搴句清晰、规整，另一方面也有列予驱动程序的移植，提高驱动程序的开发效率；通过USB高遽数据采集系统设计的整个漉程，可以褥到如下结论：采用USB2。O技术的数据采集系统具有速度快、可靠性赢、支持硬件热拔捶等技术特点，且开发流程具露一定的通用性，因丽具有一定的实用价傻。关键词；通用串行总线、数据采集、windows驱动程痔模型、阉件程序第ll戮北京交通大学硕士学位论文ABSTRACTUniversalSedalBus(UsB)isa话ndoftheserialbuses砌mhi曲speedontransmi钍i

5、n昏Atpresentithasbeenusedwidelyf研theperipheralequipment，digitaldevicea芏ldmeindustrial矗eld，forithassuchadVaIltagesasPlugandPlay，easytobeeXpa蔓1dedandt量地hi曲speed0ntransmilting(Comparedw浊t圭leold—fashionedserialandparallelport)．Studyingt}地methodoftransmittingda耄abasedonusB，using如e

6、adv锄tageof也ismemodsu衢cjently，tllespeedc8翦beimpfovedofjrs饿ms如推n舀feiiabilityandconVenience，usetheresollrceofthccompulefavailabilityanditplayanimponantmleinpracticalapplication．Thepapefselectedhi曲cos伽ffectiveuSB2．Och译a＆rdeeprcse8托hofUSB把chniquestructure，anddesignedhighspeeddata

7、collectionresolutionbasedonUSB2．O．Thepaper6nishedfollowingwork：●IntroduccdUSBdevelopingbackgrounda11dtoday’sstatus，discussedUSB把chniquecharac把rSanddevelopingcuHent，pointoutthathi馥speedd雏acoll。ctionsyStembas崩onUSB2．OisaSuit酶lcmethodtosolverea重*timespeedbomencckofmissystem．●De

8、scmingbackgfoundknowledgeof_USB，t圭地seincludeUSBs拄ucturc，USBBUSextcnd，physic