的环境监测数据采集系统设计.pdf

《的环境监测数据采集系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于PIC18F4550的环境监测数据采集系统设计刘建鑫，郭炜，胡刚（中科天融（北京）科技有限公司，北京，100085）摘要：本文介绍了基于PIC18F4550单片机和USB-HID类的数据采集系统，并列举了该系统在环保分析仪器中的应用实例。详细介绍了相关的电路设计、单片机固件程序和上位机程序的开发流程。该方案具有实用性强，成本低廉，开发周期短等特点。关键字：PIC18F4550；USB；数据采集；HID中图分类号：X851DesignofAUSBDataAcquisitionSystemforEnvironmentMonitoringBasedon

2、PIC18F4550MCULIUJian-Xin，guowei，hugang(TalroadTechnologyLTD.,Beijing,100085,China)Abstract:ThisarticleintroducesaUSBdataacquisitionsystembasedonPIC18F4550MCUandUSB-HIDClass,anddescribesanapplicationofit.RelatedCircuits,MCUfirmwareandPCprogramarealsointroducedindetail.Thissystem

3、ischaracterizedwithpracticability,inexpensivenessandrapidityofdevelopingperiod.Keywords:PIC18F4550;USB;dataacquisition;HID引言USB（UniversalSerialBUS，通用串行总线）接口现今已经成为各种计算机上的通用配置，具有高速性、易获得性和兼容性等突出特点。与其他数据传输方式相比，USB总线硬件集成自动数据校验和自动重发功能，具有较高可靠性。从传输速度上看，USB总线适用于对采集速度要求适中的场合，可满足大部分测量采集应用

4、的需要。所以，使用USB技术的数据采集系统非常适合应用在各种环保监测设备中。但是USB技术有一定复杂性，USB标准文档内容多且抽象，涉及的知识广泛，导致很多工程技术人员入门困难，往往将大量开发时间浪费在USB通信方面，而非重要的应用上。针对此问题，本文介绍一种基于PIC18F4550单片机和WindowsUSBHID类设备驱动程序进行USB接口采集系统的开发方法，具有上手容易、开发周期短、成本低廉和性能优良等特点，适合各种环保在线监测领域的数据采集应用。1PIC18F4550单片机介绍芯片PIC18F4550来自MCU厂商Microchip，属于带有

5、USB接口的特殊功能中高档单片机，编译环境及仿真器与其他PIC系列的单片机相同，程序开发过程也类似，所以对于有单片机[1]开发经验的工程师来说很容易上手。该芯片主要有如下特点：1、内置稳压器的片上USB收发器，兼容USBV2.0标准，支持低速（1.5Mb/s）和全速（12Mb/s）；2、最多13路通道10位精度模数转换器模块（A/D）；3、具有8x8单周期硬件乘法器；作者简介：刘建鑫，男，1980年出生，汉族，黑龙江省牡丹江市人，硕士，中科天融（北京）科技有限公司研发部工程师。从事环境监测气体分析仪器研发及电路设计工作。4、具有增强型CCP模块：在P

6、WM模式下，该模块提供10位分辨率的1、2或4路调制输出来控制半桥和全桥驱动器，适用于直流电机的控制；5、具有常用电路接口。可通过此芯片轻松实现USB转并行接口、GPIO、I2C、SPI、PWM等功能；可以通过I2C或SPI接口外接ADC芯片来进行扩更高精度或更高速率的ADC展。6、具有增强型通用同步/异步收发器（UniversalSynchronousAsynchronousReceiverTransmitter，USART），可以在模块的基础上轻松扩展出RS232或RS485接口，还可实现更多功能，包括自动波特率检测和校准，以及自动唤醒，这些使E

7、USART模块成为局域互连网络（LocalInterconnectNetwork，LIN）总线系统非常理想选择。总之，芯片PIC18F4550价格低廉，接口丰富，功耗低，可利用的开发资源丰富，既拥有USB接口可进行高速数据通信，又具有单片机外设接口丰富、开发简便、控制能力强等特点，特别适合用于构建中低速数据测量及控制系统。2数据采集系统电路设计举例基于PIC18F4550的数据采集系统除可实现与上位机的USB通信功能外，还能够方便地拓展出多种电路接口，方便工程师根据应用灵活配置外围电路模块。主机USB闪光氙灯温度传感器18B20SPI氧传感器KE-2

8、5PIC18F4550PWMSPI散热风扇4~20mA电流输出图1硫气体分析仪中基于PIC18F4550的数