| 【中文题名】 | 基于USB总线的数据采集系统 |
| 【英文题名】 | A Data Acquisition System Based on USB Bus |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-10-18 |
| 【中关键词】 | USB总线,数据采集,WDM驱动程序,PDIUSBD12,, |
| 【英关键词】 | USB,data acquisition,WDM driver,PDIUSBD12, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>数据收集和处理系统 |
| 【论文摘要】 | 数据采集系统是信息科学的一个重要分支,它研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等,广泛应用在虚拟仪器、信号处理等领域。
同时,随着操作系统全面的支持USB技术标准,USB的应用正得到突飞猛进的发展。本文所要论述的正是如何使用USB这一新型总线形式,来实现一个简练的数据采集系统(包括软件和硬件)。
文中首先介绍了USB1.1规范,着重探讨了USB总线传输类型和总线协议,而后介绍了一个USB数据采集系统硬件搭建以及相应固件编写方式。该系统使用PDIUSBD12芯片作为USB接口芯片,AT89C52作为系统微控制器,ADC0809作为模数转换芯片。
然后,文章介绍了WDM模型驱动程序的总线结构以及组成WDM型驱动程序的各个子模块部分的功能和特点,以及如何在USBDI基础上编制一个WDM型设备驱动程序来实现应用程序与USB设备之间的通信。
最后,简单介绍了系统应用软件编写时需要注意的GUID以及多线程问题,列出了系统对不同波形、频率的输入信号进行测试的结果,并以测试结果为根据对系统的极限采样频率进行了估算。最后还对此系统在不同情况下波形失真的问题进行了分析,提出了解决方... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
9-14 |
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1．1 总线的概念和分类 |
10-11 |
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1．2 PCI总线和ISA总线 |
11-12 |
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1．3 USB串行总线的优势 |
12-13 |
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1．4 本课题研究的内容和意义 |
13-14 |
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第二章 USB系统简介 |
14-40 |
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2．1 USB线缆和信号 |
14-17 |
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2．1．1 USB接头和电缆 |
14-15 |
|
2．1．2 USB接口电器特性 |
15-16 |
|
2．1．3 USB编码方式 |
16-17 |
|
2．2 USB传输体系简介 |
17-21 |
|
2．2．1 USB主机和设备 |
18-19 |
|
2．2．2 USB设备的端点、接口和配置 |
19 |
|
2．2．3 USB传输类型 |
19-20 |
|
2．2．4 管道(Pipe) |
20 |
|
2．2．5 USB通信流模型 |
20-21 |
|
2．3 USB接口通信协议 |
21-40 |
|
2．3．1 数据域格式 |
22-24 |
|
2．3．2 包格式 |
24-26 |
|
2．3．3 事务格式(Packet Format) |
26-30 |
|
2．3．4 标准 USB描述符定义(standard Descriptor Definition) |
30-32 |
|
2．3．5 USB设备请求(Oevice Request) |
32-36 |
|
2．3．6 设备状态图和总线枚举过程 |
36-38 |
|
2．3．7 系统配置过程 |
38-40 |
|
第三章 设备软硬件设计 |
40-54 |
|
3．1 设备硬件设计 |
41-46 |
|
3．1．1 USB控制芯片的选择 |
41-42 |
|
3．1．2 PDIUSBD12芯片简介 |
42-44 |
|
3．1．3 系统硬件设计 |
44-45 |
|
3．1．4 采样保持电路设计 |
45-46 |
|
3．2 单片机程序(固件)设计 |
46-54 |
|
3．2．1 固件程序结构 |
47-48 |
|
3．2．2 主程序和中断程序的分工与合作 |
48-51 |
|
3．2．3 A/D转换功能的C语言实现 |
51-53 |
|
3．2．4 描述符的 C语言实现 |
53-54 |
|
第四章 WDM驱动程序设计 |
54-58 |
|
4．1 WDM模型概述 |
54-55 |
|
4．2 WDM驱动程序基本例程 |
55-58 |
|
4．2．1 驱动程序入口例程(DriverEntry) |
56-57 |
|
4．2．2 分发例程 |
57-58 |
|
4．3 USB设备驱动程序编程接口 |
58-59 |
|
4．4 设备驱动程序开发 |
59-66 |
|
4．4．1 驱动开发工具的选择 |
59-60 |
|
4．4．2 驱动程序的编写 |
60-62 |
|
4．4．3 驱动程序编译的方法 |
62-64 |
|
4．4．4 驱动程序的安装和INF文件 |
64-66 |
|
第五章 应用程序设计及结果分析 |
66-75 |
|
5．1 GUID问题 |
66-68 |
|
5．2 多线程问题 |
68-69 |
|
5．3 曲线的绘制问题 |
69 |
|
5．4 测试结果及分析 |
69-75 |
|
5．4．1 正弦信号 |
70-72 |
|
5．4．2 方波和三角波 |
72-75 |
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第六章 总结 |
75-77 |
|
6．1 课题工作的总结 |
75 |
|
6．2 进一步工作设想 |
75-77 |
|
致谢 |
77-78 |
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附录(主要硬件电路图) |
78-79 |
|
参考文献 |
79-81 |
|
攻读学位期间发表的学术论文 |
81 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.377150 |
