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基于USB接口数据采集卡设计与应用

论文摘要

本文介绍了一种基于通用串行总线USB（Universal Serial Bus）的数据采集系统设计。随着用户对数据采集系统要求的不断提高,USB接口以其简单易用、速度快而被广大用户所接受。本论文所阐述的数据采集系统采用了集成了微处理器的USB接口芯片（CypressEZ-USB FX CY7C68013）来完成采样控制并与PC机应用程序完成系统通信功能,由应用程序完成用户命令及数据的显示。该系统采用USB总线取代传统的数据采集总线,通过对USB协议和设备构架的理解,对数据采集系统进行了硬件设计和软件设计。硬件设计主要解决了控制器与主机通信问题,数据采样、I/O扩展等电路设计以及它们之间的接口。软件编程主要分为三部分:一是为满足获得最大传输速率和运行效率的固件程序编程;二是为用户提供的以动态链接库形式封装的功能函数;三是提供演示和测试的控制面板程序,并为系统提供了应用实例。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  • 1.1 前言
  • 1.2 课题背景
  • 1.3 国内外研究动向
  • 1.4 研究的目的和意义
  • 1.5 本文的主要任务
  • 第二章 USB 系统简介
  • 2.1 USB 传输体系简介
  • 2.1.1 USB 主机和设备
  • 2.1.2 USB 设备的端点、接口和配置
  • 2.1.3 USB 传输类型
  • 2.1.4 管道（Pipe）
  • 2.1.5 USB 通信流模型
  • 2.2 USB 接口通信协议
  • 2.2.1 数据域格式
  • 2.2.2 包格式
  • 2.2.3 事务格式（Packet Format）
  • 2.2.4 USB 设备请求（DeviceR equest）
  • 2.2.5 设备状态图和总线枚举过程
  • 2.2.6 系统配置过程
  • 2.2.7 通用可编程接口GPIF
  • 第三章 USB2.0 高速数据采集系统硬件设计
  • 3.1 硬件设计思想
  • 3.2 数据采集系统的硬件实现
  • 3.2.1 CY7C68013-USB2.0 接口芯片简介
  • 3.2.2 FIFO （CY7C68013）性能及特点
  • 3.2.3 A/D 转换芯片（MAX115）性能及特点
  • 3.2.4 USB 接口部分电路设计
  • 3.2.5 模数转换的启动
  • 3.2.6 读数据
  • 3.2.7 时钟
  • 第四章 固件程序设计
  • 4.1 固件（FIRMWARE）编程简介
  • 4.2 USB 设备请求和设备自举
  • 4.2.1 控制数据包
  • 4.2.2 USB 标准设备请求
  • 4.2.3 设备自举
  • 4.3 EZ-USB 固件编程
  • 4.3.1 固件模块化层次结构
  • 4.3.2 主程序循环
  • 4.3.3 协议层命令
  • 4.3.4 中断服务例程
  • 第五章 USB 驱动程序
  • 5.1 WDM 简介
  • 5.1.1 设备驱动程序的组成部分
  • 5.1.2 I/O请求处理
  • 5.1.3 即插即用设备栈
  • 5.1.4 IRP
  • 5.2 USB 通信
  • 5.2.1 USB 描述符
  • 5.2.2 设备端点
  • 5.2.3 设备通道
  • 5.3 USB 驱动程序（USBD）
  • 5.4 EZ-USB 驱动程序
  • 5.4.1 驱动程序入口
  • 5.4.2 I/O控制请求
  • 5.4.3 USB 驱动程序调用
  • 第六章 上位机测试软件的实现
  • 6.1 WIN32 程序接口及驱动程序测试
  • 6.1.1 WDM 对Win32 程序通信
  • 6.1.2 功能函数实现
  • 6.2 上位机应用程序
  • 第七章 结论与展望
  • 7.1 结论
  • 7.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间发表的论文

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/ce8d80b0b81d84256d188212.html