基于USB接口的數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計與實現(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)計與實現(xiàn)。硬件設(shè)計采用以Adpc831與PDIUSBDI2為主的器件進(jìn)行硬件設(shè)計，采用Windriver開發(fā)USB驅(qū)動，并用Visual C十十6.0對主機(jī)軟件中硬件接口操作部分進(jìn)行動態(tài)鏈接庫封裝。關(guān)鍵詞USB 數(shù)據(jù)采集Adpc831 PDNSBDI2 Windriver動態(tài)鏈接庫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Wmdriver, and the operation on the hardware interface is packaged into Dynamic Link Libraries場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)的各類外設(shè)接口，迄今經(jīng)歷了1.0,1.1與2.0版本3個標(biāo)準(zhǔn)。在國內(nèi)基于USB總線的相關(guān)設(shè)計與開發(fā)也得到了快速的發(fā)展，很多設(shè)計者從各自的應(yīng)用領(lǐng)域，用不同方案設(shè)計出了相應(yīng)的裝置[1,2]。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制中一個普遍而重要的環(huán)節(jié)，因此開發(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)場干擾信號的情況比較復(fù)雜，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃圆蝗菀妆槐ＷC，并且很多場合對數(shù)據(jù)采集的實時性要求并不高，開發(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，目前開發(fā)基于USB總線1.1標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集模塊的實用意義大于相應(yīng)2.0標(biāo)準(zhǔn)模塊。
標(biāo)簽： USB 接口 數(shù)據(jù)采集模塊
上傳時間： 2013-10-23
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如同今天的許多通用單片機(jī)(MCU)已經(jīng)把USB、CAN和以太網(wǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)集成在芯片內(nèi)部一樣，越來越多的無線網(wǎng)絡(luò)芯片和無線網(wǎng)絡(luò)解決方案也在向集成SoC 方向發(fā)展，比如第一代產(chǎn)品，Nordic公司nRF905，Chipcon公司cc1010 他們集成了8051兼容的單片機(jī).這些無線單片機(jī)適合一般的點對點和點對多點的私有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如單一產(chǎn)品的遙控器和抄表裝置等。無線通訊技術(shù)給智能裝置的互連互通提供了便捷的途徑，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)作為面向工業(yè)和家庭自動化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也正在向著智能，標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能方向發(fā)展。 目前在工業(yè)控制和消費電子領(lǐng)域使用的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有ZigBee、無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)、藍(lán)牙(Blutooth)、GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)、 ISM、IrDA等， 未來還能有3G、超寬頻(UWB)、無線USB、Wimax等。 當(dāng)然還有大量的私有和專用無線網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制和消費電子裝置中使用，其中ZigBee、GPRS是在目前在國內(nèi)工業(yè)控制中討論和使用比較多的兩種，藍(lán)牙和無線局域網(wǎng)是在消費電子產(chǎn)品如手機(jī)、耳機(jī)、打印機(jī)、照相機(jī)和家庭中小企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的無線協(xié)議(個別工業(yè)產(chǎn)品也有應(yīng)用，如無線視頻監(jiān)控和汽車音響系統(tǒng))，當(dāng)然私有無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品在工業(yè)也有很多的應(yīng)用。 ZigBee是一個低功耗、短距離和低速的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工作在2.4GHz國際免執(zhí)照的頻率，在IEEE標(biāo)準(zhǔn)上它和無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙同屬802家族中的無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)， ZigBee是有兩部分組成，物理和鏈路層符合IEEE802.15.4， 網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層符合ZigBee聯(lián)盟的規(guī)范。ZigBee聯(lián)盟是在2002年成立的非盈利組織，有包括TI、霍尼威爾、華為在內(nèi)兩百多家成員， ZigBee聯(lián)盟致力推廣兼容802.15.4和ZigBee協(xié)議的平臺， 制定網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用架構(gòu)的公共規(guī)范，希望在樓宇自動化、居家控制、家用電器、工業(yè)自動控制和電腦外設(shè)等多方面普及ZigBee標(biāo)準(zhǔn)。 GPRS是在現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展出來的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，它工作在標(biāo)準(zhǔn)的GSM頻率，由于是一個分組交換系統(tǒng)，它適合工業(yè)上的突發(fā)，少量的數(shù)據(jù)傳輸，還因為GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣泛，永遠(yuǎn)在線的特點，GPRS特點適合工業(yè)控制中的遠(yuǎn)程監(jiān)控和測量系統(tǒng)。在工業(yè)控制應(yīng)用中GPRS 芯片一般是以無線數(shù)傳模塊形式出現(xiàn)的，它通過RS232全雙工接口和單片機(jī)連接，軟件上這些模塊都內(nèi)置了GPRS，PPP和TCP/IP協(xié)議，單片機(jī)側(cè)通過AT指令集向模塊發(fā)出測試，連接和數(shù)據(jù)收發(fā)指令，GPRS模塊通過中國移動cmnet進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)和其他終端或者服務(wù)器通訊。目前市場常見的模塊有西門子G24TC45、TC35i，飛思卡爾G24，索愛GR47/48， 還有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模塊WMP50/100。GPRS模塊有區(qū)分自帶TCP/IP協(xié)議和不帶協(xié)議兩種，一般來講，如果是單片機(jī)側(cè)有嵌入式操作系統(tǒng)和TCP/IP協(xié)議支持的話或者應(yīng)用的要求只是收發(fā)短信和語音功能的話，可以選擇不帶協(xié)議的模塊。 先進(jìn)的SoC技術(shù)正在無線應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。德州儀器收購了Chipcon公司以后發(fā)布的CC2430 是市場上首款SoC的ZigBee單片機(jī)， 見圖1，它把協(xié)議棧z-stack集成在芯片內(nèi)部的閃存里面， 具有穩(wěn)定可靠的CC2420收發(fā)器，增強(qiáng)性的8051內(nèi)核，8KRAM，外設(shè)有I/O 口，ADC，SPI，UART 和AES128 安全協(xié)處理器，三個版本分別是32/64/128K的閃存，以128K為例，扣除基本z-stack協(xié)議還有3/4的空間留給應(yīng)用代碼，即使完整的ZigBee協(xié)議，還有近1/2的空間留給應(yīng)用代碼，這樣的無線單片機(jī)除了處理通訊協(xié)議外，還可以完成一些監(jiān)控和顯示任務(wù)。這樣無線單片機(jī)都支持通過SPI或者UART與通用單片機(jī)或者嵌入式CPU結(jié)合。 2008年4月發(fā)表CC2480新一代單片ZibBee認(rèn)證處理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗單片機(jī)結(jié)合的例子。圖1 CC2430應(yīng)用電路 工業(yè)控制領(lǐng)域的另一個芯片巨頭——飛思卡爾的單片ZigBee處理器MC1321X的方案也非常類似，集成了HC08單片機(jī)核心， 16/32/64K 閃存，外設(shè)有GPIO， I2C和ADC， 軟件是Beestack 協(xié)議，只是最多4K RAM 對于更多的任務(wù)顯得小了些。但是憑借32位單片機(jī)Coldfire和系統(tǒng)軟件方面經(jīng)驗和優(yōu)勢， 飛思卡爾在滿足用戶應(yīng)用的彈性需求方面作的更有特色，它率先能夠提供從低-中-高各個層面的解決方案，見圖2。
標(biāo)簽： 單片機(jī) 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)
上傳時間： 2013-11-02
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FPGA與ARM EPI通信，控制16路步進(jìn)電機(jī)和12路DC馬達(dá) VHDL編寫的，，，，，
上傳時間： 2013-10-21
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介紹了一種基于FPGA的多軸控制器，控制器主要由ARM7（LPC2214）和FPGA（EP2C5T144C8）及其外圍電路組成，用于同時控制多路電機(jī)的運動。利用Verilog HDL 硬件描述語言在FPGA中實現(xiàn)了電機(jī)控制邏輯，主要包括脈沖控制信號產(chǎn)生、加減速控制、編碼器反饋信號的辨向和細(xì)分、絕對位移記錄、限位信號保護(hù)邏輯等。論文中給出了FPGA內(nèi)部一些核心邏輯單元的實現(xiàn)，并利用Quartus Ⅱ、Modelsim SE軟件對關(guān)鍵邏輯及時序進(jìn)行了仿真。實際使用表明該控制器可以很好控制多軸電機(jī)的運動，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高精度地位置控制。
上傳時間： 2014-12-28
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為了能實時監(jiān)控?zé)o人機(jī)的狀態(tài)和提高無人機(jī)的安全可靠性，本設(shè)計利用FPGA高速率、豐富的片上資源和靈活的設(shè)計接口，設(shè)計了一套無人機(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，并在同一臺顯示器上實現(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)控視頻的實時性、和高清度，確保無人機(jī)完成偵查任務(wù)。
標(biāo)簽： FPGA 無人機(jī) 多路 視頻監(jiān)控
上傳時間： 2013-10-22
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系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖 1所示 ， 從 系統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)圖可 以看 出 ， 系統(tǒng)主要包括視頻信 號輸入模塊 ， 視頻信號處 理模 塊和視頻信號輸出模塊等 3個部分組成。各個模塊主要功能為： 視頻輸入模塊 將 采 集 的 多路 視 頻 信 號 轉(zhuǎn) 換成 數(shù) 字 信 號 送 到F P GA； 視頻處理模塊主要有F P GA 完成 ，根據(jù) 需要 對輸入 的數(shù)字視頻信號進(jìn)行處理 ； 視頻輸 出模塊將 F P GA處理后的信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出到顯示器。
上傳時間： 2013-11-11
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摘 要：研究一種基于FPGA的多路視頻合成系統(tǒng)。系統(tǒng)接收16路ITU656格式的視頻數(shù)據(jù)，按照畫面分割的要求對視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行有效抽取和幀合成處理，經(jīng)過視頻編碼芯片轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出到顯示器，以全屏或多窗口模式顯示多路視頻畫面。系統(tǒng)利用FPGA的高速并行處理能力的優(yōu)勢，應(yīng)用靈活的的多路視頻信號的合成技術(shù)和數(shù)字圖像處理算法，實現(xiàn)實時處理多路視頻數(shù)據(jù)。
上傳時間： 2014-12-05
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伺服舵機(jī)作為基本的輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于 遙控航模以及人形機(jī)器人的控制中。舵機(jī)是一種位 置伺服的驅(qū)動器，其控制信號是PWM信號.，利 用占空比的變化改變舵機(jī)的位置，也可使用FPGA、 模擬電路、單片機(jī)來產(chǎn)生舵機(jī)的控制信號舊。應(yīng) 用模擬電路產(chǎn)生PWM信號，應(yīng)用的元器件較多， 會增加電路的復(fù)雜程度；若用單片機(jī)產(chǎn)生PWM信 號，當(dāng)信號路數(shù)較少時單片機(jī)能滿足要求，但當(dāng) PWM信號多于4路時，由于單片機(jī)指令是順序執(zhí) 行的，會產(chǎn)生較大的延遲，從而使PWM信號波形 不穩(wěn)，導(dǎo)致舵機(jī)發(fā)生顫振。
上傳時間： 2014-12-28
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七天玩轉(zhuǎn)Altera：學(xué)習(xí)FPGA必經(jīng)之路包括基礎(chǔ)篇、時序篇和驗證篇三個部分。
上傳時間： 2013-10-11
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WP409利用Xilinx FPGA打造出高端比特精度和周期精度浮點DSP算法實現(xiàn)方案： High-Level Implementation of Bit- and Cycle-Accurate Floating-Point DSP Algorithms with Xilinx FPGAs
上傳時間： 2013-11-07
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