基于USB接口的數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Design and Implementation of USB-Based Data Acquisition Module路 永 伸(天津科技大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，天津300222)摘要文中給出基于USB接口的數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。硬件設(shè)計(jì)采用以Adpc831與PDIUSBDI2為主的器件進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，采用Windriver開(kāi)發(fā)USB驅(qū)動(dòng)，并用Visual C十十6.0對(duì)主機(jī)軟件中硬件接口操作部分進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)封裝。關(guān)鍵詞USB 數(shù)據(jù)采集Adpc831 PDNSBDI2 Windriver動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)Abstract T hed esigna ndim plementaitono fU SB-BasedD ataA cquisiitonM oduleis g iven.Th ec hips oluitonm ainlyw ithA dpc831a ndP DTUSBD12i sused for hardware design. The USB drive is developed場(chǎng)Wmdriver, and the operation on the hardware interface is packaged into Dynamic Link Libraries場(chǎng)Visual C++6.0. Keywords USB DataA cquisition Adttc831 PDfUSBD12 Windriver0 引言US B總 線 是新一代接口總線，最初推出的目的是為了統(tǒng)一取代PC機(jī)的各類(lèi)外設(shè)接口，迄今經(jīng)歷了1.0,1.1與2.0版本3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)內(nèi)基于USB總線的相關(guān)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)也得到了快速的發(fā)展，很多設(shè)計(jì)者從各自的應(yīng)用領(lǐng)域，用不同方案設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的裝置[1,2]。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(kāi)發(fā)基于USB接口的數(shù)據(jù)采集模塊具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。雖然 US B總線標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)展到2.0版本，但由于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)的情況比較復(fù)雜，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃圆蝗菀妆槐ＷC，并且很多場(chǎng)合對(duì)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性要求并不高，開(kāi)發(fā)2.0標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的成本又較1.1標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品高，所以筆者認(rèn)為，在工業(yè)控制領(lǐng)域，目前開(kāi)發(fā)基于USB總線1.1標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集模塊的實(shí)用意義大于相應(yīng)2.0標(biāo)準(zhǔn)模塊。
標(biāo)簽： USB 接口 數(shù)據(jù)采集模塊
上傳時(shí)間： 2013-10-23
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RS-232-C 是PC 機(jī)常用的串行接口,由于信號(hào)電平值較高,易損壞接口電路的芯片,與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL 電路連接。本產(chǎn)品(轉(zhuǎn)接器),可以實(shí)現(xiàn)任意電平下(0.8~15)的UART串行接口到RS-232-C/E接口的無(wú)源電平轉(zhuǎn)接, 使用非常方便可靠。 什么是RS-232-C 接口？采用RS-232-C 接口有何特點(diǎn)？傳輸電纜長(zhǎng)度如何考慮？答： 計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同 的設(shè)備可以方便地連接起來(lái)進(jìn)行通訊。 RS-232-C接口（又稱(chēng) EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970 年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25 個(gè)腳的 DB25 連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信號(hào)的電平加以規(guī)定。(1) 接口的信號(hào)內(nèi)容實(shí)際上RS-232-C 的25 條引線中有許多是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終端通訊中一般只使用3-9 條引線。(2) 接口的電氣特性 在RS-232-C 中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”，-5— -15V；邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識(shí)別低至+3V 的信號(hào)作為邏輯“0”，高到-3V的信號(hào) 作為邏輯“1”(3) 接口的物理結(jié)構(gòu) RS-232-C 接口連接器一般使用型號(hào)為DB-25 的25 芯插頭座,通常插頭在DCE 端,插座在DTE端. 一些設(shè)備與PC 機(jī)連接的RS-232-C 接口,因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào),只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。所以采用DB-9 的9 芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。(4) 傳輸電纜長(zhǎng)度由RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長(zhǎng)度應(yīng)為50 英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶(hù)是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)50 英尺，美國(guó)DEC 公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中1 號(hào)電纜為屏蔽電纜，型號(hào)為DECP.NO.9107723 內(nèi)有三對(duì)雙絞線，每對(duì)由22# AWG 組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。2 號(hào)電纜為不帶屏蔽的電纜。 2. 什么是RS-485 接口？它比RS-232-C 接口相比有何特點(diǎn)？答： 由于RS-232-C 接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)：（1） 接口的信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕cTTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL 電路連接。（2） 傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps。（3） 接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式， 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。（4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50 英尺，實(shí)際上也只能 用在50 米左右。針對(duì)RS-232-C 的不足，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-485 就是其中之一，它具有以下特點(diǎn)：1. RS-485 的電氣特性：邏輯“1”以?xún)删€間的電壓差為+（2—6） V 表示；邏輯“0”以?xún)删€間的電壓差為-（2—6）V 表示。接口信號(hào)電平比RS-232-C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL 電平兼容，可方便與TTL 電路連接。2. RS-485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps3. RS-485 接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。4. RS-485 接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000 英尺，實(shí)際上可達(dá) 3000 米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1 個(gè)收發(fā)器， 即單站能力。而RS-485 接口在總線上是允許連接多達(dá)128 個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶(hù)可以利用單一的RS-485 接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。因RS-485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。 因?yàn)镽S485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485 接口連接器采用DB-9 的9 芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤(pán)連接的鍵盤(pán)接口RS485 采用DB-9（針）。3. 采用RS485 接口時(shí)，傳輸電纜的長(zhǎng)度如何考慮？答： 在使用RS485 接口時(shí)，對(duì)于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù)，這個(gè) 長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長(zhǎng)度與信號(hào)速率的關(guān)系曲線是使用24AWG 銅芯雙絞電話電纜（線 徑為0.51mm），線間旁路電容為52.5PF/M，終端負(fù)載電阻為100 歐 時(shí)所得出。（曲線引自GB11014-89 附錄A）。由圖中可知，當(dāng)數(shù)據(jù)信 號(hào)速率降低到90Kbit/S 以下時(shí)，假定最大允許的信號(hào)損失為6dBV 時(shí)， 則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。實(shí)際上，圖中的曲線是很保守的，在實(shí) 用時(shí)是完全可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。 當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長(zhǎng)度是不相同的。例 如：當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率為600Kbit/S 時(shí)，采用24AWG 電纜，由圖可知最 大電纜長(zhǎng)度是200m，若采用19AWG 電纜（線徑為0。91mm）則電纜長(zhǎng) 度將可以大于200m； 若采用28AWG 電纜（線徑為0。32mm）則電纜 長(zhǎng)度只能小于200m。
上傳時(shí)間： 2013-10-11
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為了能實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)o人機(jī)的狀態(tài)和提高無(wú)人機(jī)的安全可靠性，本設(shè)計(jì)利用FPGA高速率、豐富的片上資源和靈活的設(shè)計(jì)接口，設(shè)計(jì)了一套無(wú)人機(jī)多路監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)具備了將處于無(wú)人機(jī)不同位置的攝像機(jī)所采集的視頻信息，傳送給地面站控制設(shè)備，并在同一臺(tái)顯示器上實(shí)現(xiàn)同步顯示的功能。仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以很好的保證監(jiān)控視頻的實(shí)時(shí)性、和高清度，確保無(wú)人機(jī)完成偵查任務(wù)。
標(biāo)簽： FPGA 無(wú)人機(jī) 多路 視頻監(jiān)控
上傳時(shí)間： 2013-10-22
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使用功能強(qiáng)大的FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)一種DDR2 SDRAM存儲(chǔ)器的用戶(hù)接口。該用戶(hù)接口是基于XILINX公司出產(chǎn)的DDR2 SDRAM的存儲(chǔ)控制器，由于該公司出產(chǎn)的這種存儲(chǔ)控制器具有很高的效率，使用也很廣泛，可知本設(shè)計(jì)具有很大的使用前景。本設(shè)計(jì)通過(guò)采用多路高速率數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作仿真驗(yàn)證，可知其完全可以滿(mǎn)足時(shí)序要求，由綜合結(jié)果可知其使用邏輯資源很少，運(yùn)行速率很高，基本可以滿(mǎn)足所有設(shè)計(jì)需要。
標(biāo)簽： SDRAM FPGA DDR2 存儲(chǔ)器
上傳時(shí)間： 2013-11-07
上傳用戶(hù)：GavinNeko
LVDS、xECL、CML（低電壓差分信號(hào)傳輸、發(fā)射級(jí)耦合邏輯、電流模式邏輯）………4多點(diǎn)式低電壓差分信號(hào)傳輸(M-LVDS) ……………………………………………………8數(shù)字隔離器 ………………………………………………………………………………10RS-485/422 …………………………………………………………………………………11RS-232………………………………………………………………………………………13UART（通用異步收發(fā)機(jī)）…………………………………………………………………16CAN（控制器局域網(wǎng)）……………………………………………………………………18FlatLinkTM 3G ………………………………………………………………………………19SerDes（串行G 比特收發(fā)機(jī)及LVDS）……………………………………………………20DVI（數(shù)字視頻接口）/PanelBusTM ………………………………………………………22TMDS（最小化傳輸差分信號(hào)） …………………………………………………………24USB 集線器控制器及外設(shè)器件 …………………………………………………………25USB 接口保護(hù) ……………………………………………………………………………26USB 電源管理 ……………………………………………………………………………27PCI Express® ………………………………………………………………………………29PCI 橋接器 …………………………………………………………………………………33卡總線 (CardBus) 電源開(kāi)關(guān) ………………………………………………………………341394 (FireWire®, 火線®) ……………………………………………………………………36GTLP (Gunning Transceiver Logic Plus，體效應(yīng)收發(fā)機(jī)邏輯+) ………………………………39VME（Versa Module Eurocard）總線 ………………………………………………………41時(shí)鐘分配電路 ……………………………………………………………………………42交叉參考指南 ……………………………………………………………………………43器件索引 …………………………………………………………………………………47技術(shù)支持 …………………………………………………………………………………48 德州儀器（TI）為您提供了完備的接口解決方案，使得您的產(chǎn)品別具一格，并加速了產(chǎn)品面市。憑借著在高速、復(fù)合信號(hào)電路、系統(tǒng)級(jí)芯片 (system-on-a-chip ) 集成以及先進(jìn)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工藝方面的技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)，我們將能為您提供硅芯片、支持工具、軟件和技術(shù)文檔，使您能夠按時(shí)的完成并將最佳的產(chǎn)品推向市場(chǎng)，同時(shí)占據(jù)一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。本選擇指南為您提供與下列器件系列有關(guān)的設(shè)計(jì)考慮因素、技術(shù)概述、產(chǎn)品組合圖示、參數(shù)表以及資源信息：
上傳時(shí)間： 2013-10-21
上傳用戶(hù)：Jerry_Chow
為了滿(mǎn)足遠(yuǎn)程防盜報(bào)警的需要，提出了一種基于電話網(wǎng)絡(luò)的多路無(wú)線防盜報(bào)警系統(tǒng)，并完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)由多路探測(cè)器和主機(jī)構(gòu)成，探測(cè)器采用熱釋電紅外傳感器探測(cè)入侵者，并以無(wú)線方式發(fā)送報(bào)警位置編碼給主機(jī)。主機(jī)接收解碼探測(cè)器信號(hào)，并通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)撥打報(bào)警電話。主機(jī)提供人機(jī)接口，可設(shè)置報(bào)警電話號(hào)碼和錄制報(bào)警語(yǔ)音，并提供撤防和布防控制。實(shí)際應(yīng)用表明，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： 電話網(wǎng)絡(luò) 多路 無(wú)線防盜 報(bào)警系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-12-21
上傳用戶(hù)：mikesering
為了能實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)o人機(jī)的狀態(tài)和提高無(wú)人機(jī)的安全可靠性，本設(shè)計(jì)利用FPGA高速率、豐富的片上資源和靈活的設(shè)計(jì)接口，設(shè)計(jì)了一套無(wú)人機(jī)多路監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)具備了將處于無(wú)人機(jī)不同位置的攝像機(jī)所采集的視頻信息，傳送給地面站控制設(shè)備，并在同一臺(tái)顯示器上實(shí)現(xiàn)同步顯示的功能。仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以很好的保證監(jiān)控視頻的實(shí)時(shí)性、和高清度，確保無(wú)人機(jī)完成偵查任務(wù)。
標(biāo)簽： FPGA 無(wú)人機(jī) 多路 視頻監(jiān)控
上傳時(shí)間： 2013-10-24
上傳用戶(hù)：baiom
使用功能強(qiáng)大的FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)一種DDR2 SDRAM存儲(chǔ)器的用戶(hù)接口。該用戶(hù)接口是基于XILINX公司出產(chǎn)的DDR2 SDRAM的存儲(chǔ)控制器，由于該公司出產(chǎn)的這種存儲(chǔ)控制器具有很高的效率，使用也很廣泛，可知本設(shè)計(jì)具有很大的使用前景。本設(shè)計(jì)通過(guò)采用多路高速率數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作仿真驗(yàn)證，可知其完全可以滿(mǎn)足時(shí)序要求，由綜合結(jié)果可知其使用邏輯資源很少，運(yùn)行速率很高，基本可以滿(mǎn)足所有設(shè)計(jì)需要。
標(biāo)簽： SDRAM FPGA DDR2 存儲(chǔ)器
上傳時(shí)間： 2013-10-14
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數(shù)字圖像水印技術(shù)，是將代表著作權(quán)人身份的特定信息（即數(shù)字水?。?，按照某種方式植 入電子出版物中，在產(chǎn)生版權(quán)糾紛時(shí)，通過(guò)相應(yīng)的算法提取出該數(shù)字水印，從而驗(yàn)證版權(quán)的 歸屬，
標(biāo)簽： 水印
上傳時(shí)間： 2013-12-13
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SH201.C 行列鍵盤(pán)的輸入例程 SH202.C 鎖定鍵盤(pán)的程序 SH203.C 單片機(jī)中的多路模擬開(kāi)關(guān)例程 SH204.C 單片機(jī)控制的數(shù)碼管顯示 SH205.C 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘例程 206 CDWE.A51 inclr.A51 KEYLINE.C KEYSTATE.C DISP.C 鍵盤(pán)輸入內(nèi)容的液晶顯示程序。 SH207.C 微機(jī)鍵盤(pán)和單片機(jī)的接口程序 SH208.C 微型打印機(jī)和單片機(jī)的接口程序
上傳時(shí)間： 2013-12-22
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