[发明专利]基于USB的实时数据传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据传输系统，特别涉及一种利用USB进行数据实时传输的系统。

背景技术

现在科学技术的飞速发展，各种数据传输在现代工业控制中成为必不可少的一门技术，这就对数据传输提出了很高的要求，要求接口简单，数据传输率较高，并且有较高的稳定性，鉴于传统的串行、并行接口技术的局限性，例如它们是非共享接口，体积庞大，规格不一，容易造成I/O地址冲突等，USB接口就是在这种背景下出现并发展起来的。

当今的计算机外部设备都在追求高速度和高通用性，为了满足用户的需求，以Intel为首的七家公司于1994年推出了USB(UniversalSerialBus,通用串行总线)。目前USB端口已成为了微机主板的标准端口，而在不久的将来所有的微机外设包括键盘、鼠标、显示器、打印机、数字相机扫描仪和游戏杆等等都将通过USB与主机相连，这种连接较以往并行接口和串行接口的连接而言主要的优点是速度高、功耗低、支持即插即用，并且使用维护方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低，性能可靠的既可以PC机进行通信，又拥有下行USB端口的复合USB功能设备。

本发明的目的是这样实现的：

本发明是以凌阳16位单片机为基础，在其外围分别接入7路数据采集电路，使用SPCE061A单片机内部的10位A/D转换来完成模数信号的转换；再接入1*3键盘来控制电路进行采集数据与停止，数据通过USB模组来上传到PC机上，USB模组使用的核心控制芯片是由Philips生产的PDIUSBD12,同时系统还有语音播报功能。

本发明的软件包括一是单片机端的软件，另一个是PC机端的软件。在单片机端软件设计一共分为三部分，分别是AD模数转换程序，在本设计中要进行7路数据的循环的转换，形成10位数字量；小键盘扫描程序，它负责对单片机的数据进行控制，使单片机进行数据采集和停止；单片机控制程序，它有对单片机、PDIUSBD12芯片的初始化程序以及单片机服务中断程序。

在PC端软件设计一共分为两部分，分别是USB驱动程序，它的驱动是分层次结构的，有建立信息链表、获取设备信息等方面；用户服务程序是数据采集的中心，负责开启或关闭USB设备、检测USB设备、设置USB数据传输管道、设置A/D状态和数据采集端口、实时从USB接口采集数据、显示并分析数据。

本发明的优点：

1、热拔插。用户可以把USB外设连接到正在运行的PC机上，操作系统能够自动识别，并且用户可以立刻使用，而不需要重新启动PC机；同时用户也可以在任何时候断开USB外设。

2、成本低，性能可靠。USB能实现强大的功能，他比以前接口更复杂，但是它的电缆和组件并不贵，与同样的老接口相比，所需费用差不多，有时会更少一些；并且USB系统通过硬件设计和数据传输协议两方面来保证其传输的可靠性，协议中包含了数据错误的检测机制，来保证数据准确无误的发送和接收。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为多路模数转换程序图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，图1为本发明的结构框图。本发明是以凌阳16位单片机为基础，在其外围分别接入7路数据采集电路，使用SPCE061A单片机内部的10位A/D转换来完成模数信号的转换；再接入1*3键盘来控制电路进行采集数据与停止，数据通过USB模组来上传到PC机上，USB模组使用的核心控制芯片是由Philips生产的PDIUSBD12,同时系统还有语音播报功能。

本发明的软件包括一是单片机端的软件，另一个是PC机端的软件。在单片机端软件设计一共分为三部分，分别是AD模数转换程序，在本设计中要进行7路数据的循环的转换，形成10位数字量；小键盘扫描程序，它负责对单片机的数据进行控制，使单片机进行数据采集和停止；单片机控制程序，它有对单片机、PDIUSBD12芯片的初始化程序以及单片机服务中断程序。

在PC端软件设计一共分为两部分，分别是USB驱动程序，它的驱动是分层次结构的，有建立信息链表、获取设备信息等方面；用户服务程序是数据采集的中心，负责开启或关闭USB设备、检测USB设备、设置USB数据传输管道、设置A/D状态和数据采集端口、实时从USB接口采集数据、显示并分析数据。

结合图2，图2为多路模数转换程序图。模数转换是数据进行采集的关键，本发明是基于USB接口的实时数据传输，要想进行数据的传输就必须能够把数据按照一定的速率采进来，然后放在寄存器中，等待数据上传或者进行语音播报。凌阳单片机已经在芯片内部有8个10位模/数转换器，其中IOA0—IOA6是将模拟信号（如电压信号）转换成数字量信号，而IO7只作为语音输入通道，通过内置有自动增益控制放大器的麦克风MIC_IN输入。一路模数转换程序首先要初始化A口和B口，在初始化的过程中，A口初始化成输入口，B口初始化成输出口，然后就是选择通道，允许AD转化的开始，读寄存器P_ADC_MUX_Ctrl，根据上面关于此寄存器的各个位的含义，可以判断AD转换是否完成，当完成时可以将数据转换的结果送到B口输出，如果没有转换完成，就继续读寄存器P_ADC_MUX_Ctrl，直到转换完成为止，这就是一路AD转换的程序流程。