水文测量船的高速数据传输通道设计与实现.pdf

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1、总第199期2011年第1期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringv01．31No．1119水文测量船的高速数据传输通道设计与实现’陈希球”荣新武∞(长江工程职业技术学院¨武汉430212)(长江委长江中游水文水资源勘测局2’武汉430016)摘要以淝9C52和CH372接El芯片为核心，通过对电子开关的控制，实现了水文测验数据的高速传输，并详细介绍了通道数据传输协议及相关程序设计。关键词数据传输；USB中图分类号TP274．2DesignandImplementationofHigh-speedDataTransmissionChannelforH

2、ydrologicalTrackingShipChenXiqiu"RongXinwuz’(ChangiiangEngineeringVocationalCollege¨，Wuhan430212)(ChangjiangWaterResourcesCommission。YangtzeRiverHydrologyandWaterResourc鸱SurveyBlJr凹f’，Wuhan430016)AbstractThisessayexplainstherealizationofhydrologicdata’Shigh-speedtransmissionthroughcontroll

3、ingelectronicswitches，whichiscentereduponSTC89C52andCH372interfacechip．Andintroducesthedetailsofthechanneldatatrans—missionprotocolandrelatedprogramming．KeyWordsdatatransmission，USBCI硼婚Numb甜TP274．21引言河流水文资料的收集是为河道治理、环境生态保护、防汛抗旱等相关部门提供科学决策的重要手段。测验数据的高效传输是船测系统的关键。原系统采用传统的串、并口方式进行数据传输，不仅传输速率低

4、，而且误码率高，数据的准确性较差。USB(UniversalSerialBus)通用串行总线是计算机外设接口的主流趋势，它的最大特点就是传输速度快、可靠性高、即插即用、易扩展．使用方便．越来越广泛的应用于T业控制和数字设备中。本数据传输通道采用STC89C52微处理器为控制，CH372作为USB接口芯片，实现了水位．水深、流速等水文测验数据和测控命令的高速传输，有效地解决了传统数据传输过程中存在的fbJ题。2传输通道硬件组成2．1数据传输原理图1为数据通道原理图，该数据传输通道以STC89C52微控制器和CH372接口芯片为核心，控制器负责对电子开关控制实现不同对象的数据进

5、入通道，同时将数据转送到USB接口芯片，以中断方式向PC机发送；上位机的测量控制命令由PC机USB接口发送到USB接口芯片，控制器中断接收后控制相应用的电子开关，从而实现命令下传，数据上行的双向高速通道。·收稿日期：2010年8月21日．修回日期：2010年9月30日作者简介：陈希球．男．硕十．副教授．研究方向：电子信息科学。lPcb毒《百至五亘州电r．多路歼天b蚓一·次仪表《。是：燃制器J田1高速数据通道原理图120陈希球等：水文测量船的高速数据传输通道设计与实现总第199期2．2CH372USB接口芯片CH372是南京沁怛公司生产的一种USB总线通用设备接口芯片。CH3

6、72为全速设备接口，兼容USB2．0，支持即插即用，它提供了一对主端点和一对辅助端点，支持控制传输、批量传输、中断传输等多种传输模式。主端点的上传、下传绶冲区最大长度各64字节，辅助端点的上传、下传绶冲区最多8个字节。CH372内置了USB通讯中的底层协议，具有应用简单的内置固件模式和灵活多变的外置同件模式[5]，可以满足多种场合USB应用的需要。CH372具有8位双向数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机／DSP／MCU／MPU等控制器的系统总线上。本数据传输通道以STC89C52作为控制器，其接口原理如图2所示。图2USB接口原理图3系统软件设

7、计3．1数据传输通信协议综合考虑水文测验工作流程及测验数据，同时结合CH372的数据传输机制，数据通信格式设计为每个数据包为7个字节，其结构如图3所示，其中，命令码为测深、水位、偏角、测流、水面、水底、提升铅鱼、下放铅鱼、停止等测验控制操作编码，控制码为电子开关控制组合逻辑，不同命令控制码长不同，最多4个字节，不足4字节的后面字节填0，校验码为各字节异或。图3数据包格式3．2底层固件程序设计CH372内置了USB通讯中的底层协议．内置固件模式下自动处理端点0的所有事务，自动地完成设备枚举，所以，本地单片机同件程序只