USB 全称为通用串行总线(universal serial bus),是一种标准的连接接口。USB 接口已渐渐成为现今个人计算机上最重要的接口之一,因为它具有支持热插拔、即插即用、一种接口适合于多种设备、连接简单、成本低和功耗小等诸多优点。
基于USB 接口的数据采集器硬件设计
根据裂解气相色谱(PGC)数据采集的精度和速度要求,数据采集器应该是双通道、宽量程、高灵敏的。它主要由24 位A/ D 转换器AD7710、具有USB 接口的微控制器AN2136 以及USB 通信接口等构成。为了使数据采集器在采样数据时不用与PC 机相连也能单独使用,因而采用了Flash 存储芯片存储采集程序和数据。数据采集器的结构图如图1 所示。
数据采集器性能指标如下:
采样速率20 点/ s (0.05s / 点);量程范围- 100mV ~ + 2v;信号灵敏度2μv / 字;通道数单通道/ 双通道;数据位数24 位。
EZ - USB 系列微处理器AN2136
目前常用的带有USB 接口的微处理器有多种,根据性能要求和实际需要选用了CYPRESS 公司的EZ - USB系列的全速产品AN2136,其核心是增强型8051。它具有如下基本特性:①重新设备列举,ReNumeration允许作动态的RAM程序规划;②包含设备列举的USB 管理工作;③全速12Mbps;④8051 核心等等。因为EZ - USB系列比其它的USB 芯片提供了更先进的架构雏形,其中包含了增强版的8051 核心、8kRAM 以及智能型的USB 核心程序。此外,具有内建的RAM 也能够从PC 主机下载固件的程序代码。这个内建的内存省却了在许多系统中所需的内存。AN2136 有10 个I / O口,可以作普通I / O 口或特殊功能口使用;支持I2C 和SPI 两种串行标准;带两个外部中断口和两个定时器中断口;可以扩展外部数据存储器。芯片与主机间的数据线只有USBD + 和USBD - 2 根,还有两根电源线( + 5V和GND)。USB 芯片也可无需另加外部电源,直接从USB 总线上取电。由于A/ D 转换器需要较大的电源功率及较高的精度,故该芯片采用外部电源供电。
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