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1引言
随着科学技术的不断发展,人们对数据采集的性能指标要求越来越高,传统的数据采集方式已经不能满足需要。通用串行总线因 (USB)具有传输速度快、即插即用、易于扩展、占用系统资源少等优点;嵌入式实时操作系统 (RTOS)中的 µC/OS-Ⅱ则具有代码效率高、占用空间小、良好的实时性和可靠性等特点。本文将二者与传统的数据采集技术相结合,设计实现了一种基于 USB通信和 µC/OS-Ⅱ的集数据采集、分析、显示为一体的数据采集系统。
2 系统体系结构
基于 USB通信的数据采集系统的体系结构如图 1所示。系统的工作过程就是一个数据采集的过程,其中的每一步都需要不同组的支持。首先,温度和压力参数经传感器转换成模拟信号,模拟信号经过 A/D转换变单片机可识别的数字信号。单片机将数字信号进行处理之后,就可以送往 LED显示或者发送给 USB接口芯片。USB接口芯片在主机需要的时候,把接收到的数据经 USB总发送给主机进行处理和显示。主机和 USB接口的通信则需要设备固件程序、USB设驱动程序和 USB主机应用程序的支持。
3 USB数据采集系统的硬件电路设计
USB数据采集系统的硬件电路结构主要包括以下几个部分:USB通信电路部分、数据采集电路部分、数码显示电路部分和固件程序下载电路部分。这些模块的功能都是在以 ATmega16为核心的硬件平台上实现的。