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1、基于USB的LDT实时数据采集系统设计作者：杨丽班级：通信041指导教师：王艳春［摘要］基于USB的LDT实时数据采集系统的设计严格遵循USB1.1协议，体现了USB即插即用、易扩展、低干扰的特点，从而实现了主机和多台测试设备之间简单、快速、可靠的连接和通信。介绍了基于USB总线的数据采集设备的硬件设计、设备驱动程序、设备固件、应用程序等设计方法。［英文摘要］AccordingtoUSBLDTsolidhourthedatacollectthedesignofsystemtofollowUSB1strictly.1ag
2、reement,bodynowUSBplug-ancbplay,expandeasily,thecharacteristicsoflowinterferenee,carriedoutahostthuswithmanysettestequipmentofsimple,fastanddependableconjunctionandthecorrespondence.ThedatawhichintroducesaccordingtotheUSBtotallinecollectsthehardwaredesign,equipm
3、entsofequipmentstodriveprocedure,equipmentsfirmware,appliedprocedureetc.designmethod・［关键词］LOT；通用串行总线；实时数据采集激光多普勒测量技术(LDT)具有精度高、动态响应快、测量范围大，非接触测量的特点，成为气体、流体测量的强冇力的工具。近年来，它在同体测量领域得到了长足的发展，被广泛应用于固体表面的粗糙度、运动速度场、位移场、振动场等的精密测量。它的迅猛发展对信号的采集提出了越来越高的要求：高动态范围、低功耗、便于携带、能与计
4、算机进行实时高速数据传输。针对这种要求,提出了一种基于USB的LDT实时数据采集系统。USB(UniversalSerialBus)总线是由Intel,Com—paq,Microsoft,IBM,DEC,NorthernTelecom等7家公司共同研制的一种针对PC的串行接口标准。它的热插拔、即插即用、连接简单、高带宽、可总线供电等优点几乎使其成为口前计算机外设的首选通信接口。该文依据的是USB1.1协议规范，总线一共4根：5V电源线、地线及两根以差分形式驱动的数据线D+、D—。连接设备的电缆最长可达5ni,通过USB
5、集线器以菊花链拓扑形式实现多达5级的拓扑连接，可外接127个USB设备。USB总线可以提供5V、500mA电流，并支持节约能源的挂机和唤醒模式。它规定的12Mbps传输速率，与一个标准的串行口相比，大约快出100倍，与一个标准并行口相比,大约快出10倍。1系统硬件设计1.1硬件总体结构USB实时数据采集系统硬件如图1-1所示。DSP控制器TMS320F240内部的模数转换模块包括两个独立的采样/保持电路和两个10位双积分型的转换器，16路模拟输入通道，可同时转换2路信号。16路模拟输入信号由多路模拟开关选择被检测信号接
6、入A/D转换器，A/D转换的结果经TMS320F240写入FIFO存储器。TMS320F240通过信号线IS选通USBN9603,将其作为DSP的I/0口访问。USBN9603的D+脚外接一个1.5K的上拉电阻，使其工作在全速方式下，USBN9603的MODE1、MODE2均接至地电位，设定USBN9603为非总线复用方式。操作时序是将地址线A0置高，将欲读写的地址从数据线DO〜D7写入，然后将A0置低，读写DO〜D7中的数据。由DSP对A/D转换的结果进行FFT分析、小波分析等，并通过USBN9603与主机交换数据，
7、接收控制命令。1.2USBN9603控制器目両市场上有两类USB接口控制器：一类是带USB接口的MCU,如Cypress的CY7C6xxxx第列、Intel的930xx系列等，嵌入了8051系列微控制器。其系统结构和指令集大家都比较熟悉，便于硕件开发和软件编程，然而开发工具较昂贵。另一类是专用接口控制器，如朗讯公司的USS820、国家半导体公司的USBN960X.PHILIPS公司的PDTUSBD11等，都留有与MCU、DSP的接口,搭配灵活。USBN9603是一个支持USB1.1协议的节点控制器。貝有静态模式和异步唤
8、醒功能；5V/3.3V供电；具有一个双向的控制节点EndpointO、3个发送端点、3个接收端点；具有两种模式的8位并行接口（复用模式和非复用模式）；改进的DMA传输方式；串行接口引擎SIE,主要负责吋钟恢复、EOP检测、位填充、位解填充、CRC编解码、组帧、拆帧、包类型识别及节点状态识别等。2系统软件设计USE系统软件设计分为3
