[發明專利]基于USB的實時數據傳輸系統

在審

• 申請號: 201410730586.7
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN105718399A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 李冰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱米米米業科技有限公司
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種數據傳輸系統，特別涉及一種利用USB進行數據實時傳輸的系統。

背景技術

現在科學技術的飛速發展，各種數據傳輸在現代工業控制中成為必不可少的一門技術，這就對數據傳輸提出了很高的要求，要求接口簡單，數據傳輸率較高，并且有較高的穩定性，鑒于傳統的串行、并行接口技術的局限性，例如它們是非共享接口，體積龐大，規格不一，容易造成I/O地址沖突等，USB接口就是在這種背景下出現并發展起來的。

當今的計算機外部設備都在追求高速度和高通用性，為了滿足用戶的需求，以Intel為首的七家公司于1994年推出了USB(UniversalSerialBus,通用串行總線)。目前USB端口已成為了微機主板的標準端口，而在不久的將來所有的微機外設包括鍵盤、鼠標、顯示器、打印機、數字相機掃描儀和游戲桿等等都將通過USB與主機相連，這種連接較以往并行接口和串行接口的連接而言主要的優點是速度高、功耗低、支持即插即用，并且使用維護方便。

發明內容

本發明的目的是提供一種成本低，性能可靠的既可以PC機進行通信，又擁有下行USB端口的復合USB功能設備。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明是以凌陽16位單片機為基礎，在其外圍分別接入7路數據采集電路，使用SPCE061A單片機內部的10位A/D轉換來完成模數信號的轉換；再接入1*3鍵盤來控制電路進行采集數據與停止，數據通過USB模組來上傳到PC機上，USB模組使用的核心控制芯片是由Philips生產的PDIUSBD12,同時系統還有語音播報功能。

本發明的軟件包括一是單片機端的軟件，另一個是PC機端的軟件。在單片機端軟件設計一共分為三部分，分別是AD模數轉換程序，在本設計中要進行7路數據的循環的轉換，形成10位數字量；小鍵盤掃描程序，它負責對單片機的數據進行控制，使單片機進行數據采集和停止；單片機控制程序，它有對單片機、PDIUSBD12芯片的初始化程序以及單片機服務中斷程序。

在PC端軟件設計一共分為兩部分，分別是USB驅動程序，它的驅動是分層次結構的，有建立信息鏈表、獲取設備信息等方面；用戶服務程序是數據采集的中心，負責開啟或關閉USB設備、檢測USB設備、設置USB數據傳輸管道、設置A/D狀態和數據采集端口、實時從USB接口采集數據、顯示并分析數據。

本發明的優點：

1、熱拔插。用戶可以把USB外設連接到正在運行的PC機上，操作系統能夠自動識別，并且用戶可以立刻使用，而不需要重新啟動PC機；同時用戶也可以在任何時候斷開USB外設。

2、成本低，性能可靠。USB能實現強大的功能，他比以前接口更復雜，但是它的電纜和組件并不貴，與同樣的老接口相比，所需費用差不多，有時會更少一些；并且USB系統通過硬件設計和數據傳輸協議兩方面來保證其傳輸的可靠性，協議中包含了數據錯誤的檢測機制，來保證數據準確無誤的發送和接收。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖；

圖2為多路模數轉換程序圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

結合圖1，圖1為本發明的結構框圖。本發明是以凌陽16位單片機為基礎，在其外圍分別接入7路數據采集電路，使用SPCE061A單片機內部的10位A/D轉換來完成模數信號的轉換；再接入1*3鍵盤來控制電路進行采集數據與停止，數據通過USB模組來上傳到PC機上，USB模組使用的核心控制芯片是由Philips生產的PDIUSBD12,同時系統還有語音播報功能。

本發明的軟件包括一是單片機端的軟件，另一個是PC機端的軟件。在單片機端軟件設計一共分為三部分，分別是AD模數轉換程序，在本設計中要進行7路數據的循環的轉換，形成10位數字量；小鍵盤掃描程序，它負責對單片機的數據進行控制，使單片機進行數據采集和停止；單片機控制程序，它有對單片機、PDIUSBD12芯片的初始化程序以及單片機服務中斷程序。

在PC端軟件設計一共分為兩部分，分別是USB驅動程序，它的驅動是分層次結構的，有建立信息鏈表、獲取設備信息等方面；用戶服務程序是數據采集的中心，負責開啟或關閉USB設備、檢測USB設備、設置USB數據傳輸管道、設置A/D狀態和數據采集端口、實時從USB接口采集數據、顯示并分析數據。

結合圖2，圖2為多路模數轉換程序圖。模數轉換是數據進行采集的關鍵，本發明是基于USB接口的實時數據傳輸，要想進行數據的傳輸就必須能夠把數據按照一定的速率采進來，然后放在寄存器中，等待數據上傳或者進行語音播報。凌陽單片機已經在芯片內部有8個10位模/數轉換器，其中IOA0—IOA6是將模擬信號（如電壓信號）轉換成數字量信號，而IO7只作為語音輸入通道，通過內置有自動增益控制放大器的麥克風MIC_IN輸入。一路模數轉換程序首先要初始化A口和B口，在初始化的過程中，A口初始化成輸入口，B口初始化成輸出口，然后就是選擇通道，允許AD轉化的開始，讀寄存器P_ADC_MUX_Ctrl，根據上面關于此寄存器的各個位的含義，可以判斷AD轉換是否完成，當完成時可以將數據轉換的結果送到B口輸出，如果沒有轉換完成，就繼續讀寄存器P_ADC_MUX_Ctrl，直到轉換完成為止，這就是一路AD轉換的程序流程。