基于-usb接口現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)-開題報(bào)告

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1、.長春大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目：基于USB接口的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：電子信息工程學(xué)院專業(yè)：測控技術(shù)與儀器學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：開題時(shí)間：...本課題研究的意義：（填寫課題在理論上和應(yīng)用上的價(jià)值）USB是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB接口可用于連接多達(dá)127種外設(shè)，如鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器和鍵盤等。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、microsoft等多家公司聯(lián)合提出的，自1996年推出后，已成功替代串口和并口，并成為當(dāng)今個(gè)人電腦和大量智能設(shè)備的必配的接口之一。從1994年11月11日發(fā)表了U

2、SBV0.7版本以后，USB版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為3.0版本。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制中一個(gè)普遍而重要的環(huán)節(jié)，因此開發(fā)基于USB接口的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。隨著現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)采集的要求越來越高，傳統(tǒng)的以采用數(shù)據(jù)采集卡為主的方法由于傳輸速度慢、安裝麻煩、抗干擾能力差等很多問題已難以適應(yīng)如今數(shù)據(jù)采集的要求。通用串行總線USB具有傳輸速度快、支持熱插拔及傳輸線少等優(yōu)點(diǎn)，因此將USB應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以很好的解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的不足，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。調(diào)研（社會(huì)調(diào)查）情況：國外企業(yè)己經(jīng)推出了很多能適應(yīng)不同條件，不同精度要求等情況的USB數(shù)據(jù)采集系列產(chǎn)品。典型的是美國國

3、家儀器有限公司（NationalInstruments，NI）研制的一系列USB數(shù)據(jù)采集卡，NI公司于2006年6月份推出了兩款最新USB2.0總線的M系列數(shù)據(jù)采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)1.25Mb/s的采樣率。這些新設(shè)備不但為現(xiàn)有USB兼容的數(shù)據(jù)采集設(shè)備提供最高速率的數(shù)據(jù)采集功能，同時(shí)也以功能強(qiáng)大的測量服務(wù)軟件簡化了系統(tǒng)設(shè)置和程序設(shè)計(jì)的工作。新推出的USB2.0高速設(shè)備包含免費(fèi)的交互式數(shù)據(jù)記錄軟件，以供分析之用。但是NI公司的USB數(shù)據(jù)采集卡系列產(chǎn)品的價(jià)格都很昂貴。近年來國內(nèi)有很多公司像北京中泰研創(chuàng)科技有限公司，成都中科動(dòng)態(tài)儀器有限公司等都相繼推出了USB數(shù)據(jù)采集卡，而這些產(chǎn)品多是基于USBI.1

4、協(xié)議規(guī)范，其數(shù)據(jù)傳輸速度遠(yuǎn)低于基于USB2.0協(xié)議規(guī)范的數(shù)據(jù)采集卡，因此也制約了這些產(chǎn)品的采集速度目前國內(nèi)對(duì)USB接口開發(fā)應(yīng)用的廣度和深度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)的串行口、并行口以及各種總線插卡，其應(yīng)用主要是局限于開發(fā)一些標(biāo)準(zhǔn)的微機(jī)外圍設(shè)備，U盤、鼠標(biāo)、鍵盤等。這主要是由于作為一個(gè)新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)，USB規(guī)范較為復(fù)雜，應(yīng)用開發(fā)人員還不是很了解，相應(yīng)的技術(shù)支持和參考設(shè)計(jì)資源比較少，要把USB接口作為微機(jī)的一個(gè)通用I/O...接口使用具有一定的軟硬件開發(fā)難度。目前，國內(nèi)外有一些廠商為USB設(shè)備的研發(fā)提供軟硬件支持，這在很大程度上降低了開發(fā)難度，減少了開發(fā)時(shí)間，提高了開發(fā)質(zhì)量和效率。USB2.0接口憑借低成本、

5、高性能、可靠穩(wěn)定、方便靈活的特點(diǎn)，將逐步成為微型計(jì)算機(jī)的主要輸入輸出方式?？偟膩碚f，目前國內(nèi)對(duì)USB數(shù)據(jù)采集設(shè)備的研制已經(jīng)取得了可喜的發(fā)展，但是與國外的情況相比，在開發(fā)和應(yīng)用的深度和廣度而言，還有一段距離現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集要求比較高的場合多是采用的國外產(chǎn)品。因此，隨著計(jì)算機(jī)對(duì)USB接口的普及和實(shí)際應(yīng)用中對(duì)數(shù)據(jù)采集卡要求的提高，利用USB2.0協(xié)議規(guī)范開發(fā)出符合多種場合要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以及此領(lǐng)域內(nèi)先進(jìn)產(chǎn)品的國產(chǎn)化等都成了急待解決的現(xiàn)實(shí)問題。擬采用研究方法：（具體寫本課題的研究方法和實(shí)施方案）該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件部分主要由A/D轉(zhuǎn)換器AD7829，LPC2132微處理器，USB2.0接口芯片ISP1

6、581和PC機(jī)組成。USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖所示。模擬信號(hào)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換AD7892微處理器LPC213USB接口芯片ISP1851PC機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理：由傳感器采集的信號(hào)經(jīng)調(diào)制電路放大、濾波等處理后，進(jìn)入由微處理器控制的AD7829進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進(jìn)入微處理器LPC2132并暫存在其中，隨后由USB接口芯片將數(shù)字量傳遞給PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，同時(shí)將PC機(jī)端的客戶應(yīng)用程序發(fā)出的控制信號(hào)通過USB接口傳送到以LPC2132為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。USB設(shè)備固件程序采用單片機(jī)C語言進(jìn)行編寫，驅(qū)動(dòng)程序基于WDM模型采用VC+DDK的方法來開發(fā)，主機(jī)應(yīng)用程序采用Vi

7、sualC++編寫.用戶通過主機(jī)應(yīng)用程序調(diào)用WindowsAPI函數(shù)，將請(qǐng)求下發(fā)到驅(qū)動(dòng)程序，由驅(qū)動(dòng)程序構(gòu)造URB，通過USBD類，下發(fā)到微控制器.微控制器根據(jù)USB接口芯片觸發(fā)的中斷類型和用戶傳來的命令，進(jìn)入到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集.經(jīng)過AlD轉(zhuǎn)換后再重新打包由USB接口芯片通過USB接口發(fā)送給主機(jī)，從而完成整個(gè)采集過程....研究計(jì)劃：（填寫課題的研究內(nèi)容和時(shí)間節(jié)點(diǎn)）（階段時(shí)間表：201