usb口通信的两级数据采集系统的设计(附件)【字数：9108】
摘 要本文介绍了有关USB数据采集系统的相关内容。伴随着当今科学研究与工业生产对采集数据的需求逐渐升高，处理图象与瞬态信号测试等某些高精度、高速度的测量里，USB接口的数据采集平台的优势逐渐显现。现在使用USB采集数据越来越成为一种流行的大趋势。 在进行全部系统的设计中，不仅仅完成了全部系统的I／O控制功能与用数据读写模拟完成了信号模拟的采集能力。而且贡献了这类系统的开发进程，为进一步的开发打好了优秀的基础。
目 录
第一章 前言及设计概要 1
1.1．前言 1
1.2 USB串行总线优势 1
1.3 USB的设计目标 2
1.4 硬件选择 2
1.5软件设计 3
1．6课题内容 3
第二章 USB概要设计 4
2.1关于USB 4
2.2 USB传输要件 4
2．3 USB总线结构 4
2.4 描述符 5
2.5 USB模块 5
2.6 USB总线枚举过程 6
第三章 数据采集系统硬件设计 8
3.1主要芯片介绍 8
3.1.1 USB的介绍 8
3.1.2 ADC0809 9
3.1.3 AT89C51简介 9
3.2 接口硬件电路设计 10
3.2.1系统硬件总框图 10
3．2．3 总体电路的设计 11
第四章 软件设计 13
4.1 相关程序及设计概要 13
4.2单片机内部程序： 14
第五章 PROTEUS软件的使用及USB采集系统的仿真 19
6.1 proteus软件的使用 19
6.2 USB采集系统仿真 20
第六章 结论与展望 21
附录 24
参考文献 27
第一章 前言及设计概要
1.1．前言
如今科研与工业对数据采集的精度需求越来越高，在测量例如瞬态信号以及处理图象等这些测量里，总是要求展开数据采集。现今到多数的数据采集卡是运用PC里 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的插槽进行扩展的。经过数据采集系统，能够简便、常用化的硬件配以对应的软件完成以软件既仪器的概念，从而达成专业测试仪器的功用。
这篇论文选择USB数据采集平台作为研究对象，选择了被普遍应用的AT89C51作为USB数据采集的核心，系统使用USB数据采集卡和WINDOWS系统作为基础构造了USB数据采集的器件。
USB拥有速率快，一插就能用，便于扩展等优势，被愈来愈普遍地应用。但依然有非常多的设备上木有USB接口，现在接收的数据又用USB的形式展现，那在数据的接收端要求USB信号转化成普通的RS232信号方便接收；也会涌现一端以RS232形式通信，另一端为USB接口。它们都一样的牵涉USB与RS232的互相转化问题。这篇文章所涉及的内容就是要设计这样一个转化系统，使其可以完成它们之间的互相转化。
数据采集在信息科学里是一门很重要的课程，是信息处理系统的最前端的内容．这是一门综合性的应用科技，包含传感器、信号的测量和处理、小型计算机等相关技术，重要的是信息数据的采集、储存和处理及控制等过程，在这些领域有很好的实用性。在工业生产和科研中常常需要对某些物理量(温度，频率，高度等)进行收集，为提升产品数量、减少成本供给信息与方法。在自动航行控作与航天器的测量、控制中及在国家经济的多个领域里，数据采集科技拥有非常关键的地位。如今大规模集成电路和PC科学技术的前进，数据采集科技在通讯、水利、声呐、遥控、电话通信、自动化、智能家居和生物工程等很多领域得到普遍的使用。
1.2 USB串行总线优势
USB从I/O模式的方式中解放而来，开放出一种外设同计算机联结的办法。和其他的旧式计算机接口相比，U S B拥有以下优势：
1. 热插拔:用户使用计算机时，USB插入计算机中，此时系统会自动检测到USB设备，如果这是用户需要使用，便会能够立即使用，不需要重新启动，无论什么时候用户断开设备，这都不会计算机发生故障。
2. 即插即用:计算机会自动配置USB，用户此时可以静静等待，无需动手做任何操作，它会自己中断请求及布置I/O地址。此时一旦有设备接入时，计算机会自动检查到这一设备而且会载入合乎要求的驱动程序。只要等数秒钟，USB外设的安装便会装完。
3. 共享式接口:一个USB集线器能使USB端口与很多设备连接，所以利用USB集线器，可以使USB主控制器连接数量多达126个的设备。
4.接口体积小巧:和别的旧式的PC接口对比，USB接口小和薄，更适合外设体积的微型化。
5. 使用灵活:USB能够利用多种传输速度，低速传输，全速传输及和高速传输。USB能够用四种传输种类，同时传输，快传输，控制传输和中断传输。这使得U S B总线符合许多外设的传输要求。
6. 提供电源:USB电缆向外设提供一根+5V的电源线，电流的大小取决于集线器端口。用户可以直接使用这个总线电源。
USB总线任然不少很多弊端，例如USB所支持的360Mb/s的速率还不到IEEE1394的1/6;比较短的传输距离;复杂的协议等。随着操作系统、厂商对USB的进一步改进，它在计算机外设领域将有所作为。
1.3 USB的设计目标
USB的工业准则是关于现今PC 结构体系的一种拓展。USB的设计主要遵循以下几个准则:
目 录
第一章 前言及设计概要 1
1.1．前言 1
1.2 USB串行总线优势 1
1.3 USB的设计目标 2
1.4 硬件选择 2
1.5软件设计 3
1．6课题内容 3
第二章 USB概要设计 4
2.1关于USB 4
2.2 USB传输要件 4
2．3 USB总线结构 4
2.4 描述符 5
2.5 USB模块 5
2.6 USB总线枚举过程 6
第三章 数据采集系统硬件设计 8
3.1主要芯片介绍 8
3.1.1 USB的介绍 8
3.1.2 ADC0809 9
3.1.3 AT89C51简介 9
3.2 接口硬件电路设计 10
3.2.1系统硬件总框图 10
3．2．3 总体电路的设计 11
第四章 软件设计 13
4.1 相关程序及设计概要 13
4.2单片机内部程序： 14
第五章 PROTEUS软件的使用及USB采集系统的仿真 19
6.1 proteus软件的使用 19
6.2 USB采集系统仿真 20
第六章 结论与展望 21
附录 24
参考文献 27
第一章 前言及设计概要
1.1．前言
如今科研与工业对数据采集的精度需求越来越高，在测量例如瞬态信号以及处理图象等这些测量里，总是要求展开数据采集。现今到多数的数据采集卡是运用PC里 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的插槽进行扩展的。经过数据采集系统，能够简便、常用化的硬件配以对应的软件完成以软件既仪器的概念，从而达成专业测试仪器的功用。
这篇论文选择USB数据采集平台作为研究对象，选择了被普遍应用的AT89C51作为USB数据采集的核心，系统使用USB数据采集卡和WINDOWS系统作为基础构造了USB数据采集的器件。
USB拥有速率快，一插就能用，便于扩展等优势，被愈来愈普遍地应用。但依然有非常多的设备上木有USB接口，现在接收的数据又用USB的形式展现，那在数据的接收端要求USB信号转化成普通的RS232信号方便接收；也会涌现一端以RS232形式通信，另一端为USB接口。它们都一样的牵涉USB与RS232的互相转化问题。这篇文章所涉及的内容就是要设计这样一个转化系统，使其可以完成它们之间的互相转化。
数据采集在信息科学里是一门很重要的课程，是信息处理系统的最前端的内容．这是一门综合性的应用科技，包含传感器、信号的测量和处理、小型计算机等相关技术，重要的是信息数据的采集、储存和处理及控制等过程，在这些领域有很好的实用性。在工业生产和科研中常常需要对某些物理量(温度，频率，高度等)进行收集，为提升产品数量、减少成本供给信息与方法。在自动航行控作与航天器的测量、控制中及在国家经济的多个领域里，数据采集科技拥有非常关键的地位。如今大规模集成电路和PC科学技术的前进，数据采集科技在通讯、水利、声呐、遥控、电话通信、自动化、智能家居和生物工程等很多领域得到普遍的使用。
1.2 USB串行总线优势
USB从I/O模式的方式中解放而来，开放出一种外设同计算机联结的办法。和其他的旧式计算机接口相比，U S B拥有以下优势：
1. 热插拔:用户使用计算机时，USB插入计算机中，此时系统会自动检测到USB设备，如果这是用户需要使用，便会能够立即使用，不需要重新启动，无论什么时候用户断开设备，这都不会计算机发生故障。
2. 即插即用:计算机会自动配置USB，用户此时可以静静等待，无需动手做任何操作，它会自己中断请求及布置I/O地址。此时一旦有设备接入时，计算机会自动检查到这一设备而且会载入合乎要求的驱动程序。只要等数秒钟，USB外设的安装便会装完。
3. 共享式接口:一个USB集线器能使USB端口与很多设备连接，所以利用USB集线器，可以使USB主控制器连接数量多达126个的设备。
4.接口体积小巧:和别的旧式的PC接口对比，USB接口小和薄，更适合外设体积的微型化。
5. 使用灵活:USB能够利用多种传输速度，低速传输，全速传输及和高速传输。USB能够用四种传输种类，同时传输，快传输，控制传输和中断传输。这使得U S B总线符合许多外设的传输要求。
6. 提供电源:USB电缆向外设提供一根+5V的电源线，电流的大小取决于集线器端口。用户可以直接使用这个总线电源。
USB总线任然不少很多弊端，例如USB所支持的360Mb/s的速率还不到IEEE1394的1/6;比较短的传输距离;复杂的协议等。随着操作系统、厂商对USB的进一步改进，它在计算机外设领域将有所作为。
1.3 USB的设计目标
USB的工业准则是关于现今PC 结构体系的一种拓展。USB的设计主要遵循以下几个准则:
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