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基于USB20接口的沥青拌和站数据采集系统设计

发布时间:2020-07-21 17:51:21 阅读: 来源:不锈钢酒桶厂家

1 引言 数据采集是指采集温度、压力、流量、位移等信号量.再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。相应的系统称为数据采集系统。目前在统一的USB接口上实现了中低速外设的通用连接,例如键盘、鼠标、游戏杆、显示器、数字音箱及MODEM等。USBl.0的数据传输率可达到12 Mb/s.USB2.0的数据传输速率可达480 Mb,s,对于数据采集系统,有着不可比拟的优点。如何将USB2.0接口应用到高速数据采集系统中,是今后数据采集系统的一个研究方向。

本文引用地址: 系统总体设计 系统的任务是实现一个数据采集系统,该采集系统采集沥青拌和站主机送往打印机的数据,并将其传到计算机供数据处理,如图1所示。

3 系统硬件实现 图2给出了现有的沥青拌和站数据采集系统框图,是以8051单片机作为控制器,利用拌和站主机送往打印机的数据同步信号/STROBE,将打印数据暂存在采集系统的FIFO中.之后保存在FLASH AM29F040中,再利用标准串行接口传送到主机。

该设计对现有的系统进行了改进,并提出一种基于USB2.0的高速数据采集系统,采用EZ_USB FX2系列器件CY7C68013,将串口改为USB2.0接口,同时充分利用EZ-USB的特性,在采集系统中去掉FIFO。其系统硬件框图如图3所示。

在系统中,USB接口器件EZ_USB FX2与主机的数据传输方式采用块传输(BULK rrransfer)的方式。设计中EZ_USBFX2的工作模式选用端口模式。去掉了FIFO,充分利用EZ-USB FX2内部资源,将其内部端点2作为数据缓冲区.大大简化了硬件设计。数据存储模块选用AM29LV040.该Flash控制简单,存储容量大,非常适合此系统。 系统硬件实现主要由电源模块,时钟模块,复位电路。I2C总线模块,数据存储模块,USB接口模块及并口数据采集等部分组成。其中,数据采集和上传都是由EZ_USB FX2实现,外部存储模块由F3ash AM29LV040实现。3.1 USB接口模块 D+.D-是与主机通讯的数据线,当USB设备插上主机时.D+和D-上有一个压差,主机就会发现外围设备,读取设备的。PID和VID,并载入相应驱动,如图4所示。由于系统使用的是外接+3.3 V电源,所以VBUS没有连接。如果需要用总线供电,因为CY7C68013使用的是+3.3 V供电,而总线电压是5 V,所以要经过一个电压变换,需将VBUS接至0 DC-DC变换器。图4中SHIELD和GND之间的电阻和电容用于防止EMll和RFI。

3.2 并口输入模块 该模块由两个并行接口组成,其连接电路如图5所示。这是数据采集系统中数据的来源,即拌和站主机输送打印数据的并口。其中的INO~IN7连在EZ-USB FX2的I/O端口PORTC上.STROBE信号作为中断信号接到EZ-DSB FX2的外部中断O上,STROBE由高到低的一次跳变引发一次中断,执行一次中断处理程序。中断处理程序中将PORTC上的数据暂存到FX2内部断点2中。为了在采集数据时不影响打印机的正常工作,将并口的其余信号接到PORTB上,在固件中对其设置。其中除PE、BUSY和SEL外均作为输入,PE、BUSY和SEL作为输出,PE和BUSY置低,SEL置高。

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