基于单片机和USB接口测量系统的程序设计

发布时间：2020-06-03 06:57

【摘要】：近年来,随着计算机网络信息和硬件产业的快速发展,应用于计算机和参与控制的计算机控制系统的产品也在各个方面被全面的应用,因此也对相关计算机检测设备的数据采集系统的要求也逐渐提高,在当前生活中计算机相关的产品也转件增多,如:扫描仪、单反相机、MP4等设备已被大家所熟知,这么多的设备如何接入个人计算机?USB接口就是基于这个目的产生的。通用总线USB接口是一个快速的使计算机相关设备连接标准化、单一化的接口,其规格是由Intel(英特尔)、NEC(日本电气株式会社)、Compaq(康柏)、DEC(美国数字设备公司)、IBM(国际商业机器公司)、Microsoft(微软)、Northern Telecom(北方电信公司)联合制定的。相对于传统的串口采集过程,USB接口有太多当前工业生产所需要的优点,如:支持在热温度下插入和拔出、能在所有主流的设备里面应用,并且在USB接口与系统的连接装配时全都是系统内部操作的,使用者不需要操作。在最初的USB1.1标准接口传输速率高速为12Mbps,到目前应用中相对主流的是USB2.0接口,它在进行数据传输时最快可以达到480Mbps,远高于一般的串行接口,并且USB接口的芯片成本比较低,这很有利于USB接口的开发和应用,截止到目前为止,高速同步数据采集还在紧锣密鼓的研究发展之中。本文在简单介绍USB接口数据采集系统的主要构成、原理和硬件方向大体构成的基础上,主要详细的介绍整个USB接口数据采集的程序控制,其中包括单片机的控制系统程序、A/D信号处理采集程序、单片机与计算机的连接通讯以及相应每一部分的材料选取情况等。通过软件方向的程序控制,在加上硬件电路,组成了整个采集系统,在整个系统中控制程序是其中的关键部分,也是重要的核心部。
【图文】：

检测单元,整体设计

第 3 章基于单片机整体系统的设计和控制部分系统的总体设计本次课题设计的数据采集内容是粮食含水率的测量，数据检测部了微波反射法，应用了传感器微波振荡器，通过使用相关设计的器器件和信号采集处理器件，最后研制出了一种 USB 接口的数统。它有很多显而易见的优点，如：接口简明、容易操控、测量较高、抗干扰强，可以完成实时无线连续测量，并且成本比较低业方向有着不错的应用前景[5]。整个的信号作用流程如下：

信号处理流程

图 3.2 信号处理流程传感器经过采集后采集到了混合频率信号，在通过在流程前面放置的仪表放大器进行放大处理后，信号变成了电压的变化信号，再经过 A/D 转换后，在经过芯片转成专用电压，，最后通过特殊的 USB 转换器从 USB 端口把数据传到监控的设备，最后统一在上位机进行处理和显示。整个过程单片机是主要的控制中轴，是最关键的核心控制部分，整个系统通过它与上位机连接，进行程序命令的执行和通信，通过接收操作用户通过上位机传出的操作程序指令，在根据操作的程序指令完成 A/D 数据采集部分，而A/D 转换采集部分就是利用了 A/D 转换芯片来完成的数据采集部分，所以就能看到主控程序在整个系统中起到了决定性的作用。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP368.1;TP334.7

【参考文献】