谷物品質(zhì)快速檢測(cè)儀關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)

在可編程通道選擇方式下，模擬輸入通道的選擇是由程序控制指令完成的。控制器發(fā)出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令和要轉(zhuǎn)換的通道號(hào)，通過片選信號(hào)與A0和A1端譯碼選擇需要的模擬通道，此時(shí)A0和A1為數(shù)據(jù)通道選擇輸入端。在完成數(shù)據(jù)通道的選擇之后，后續(xù)各引腳的工作過程與連續(xù)轉(zhuǎn)換方式下的情況類似。

圖2. ADS7825并行輸出電路原理圖

圖3. CY7C68013和ADS7825連接原理圖

2 USB接口單元

USB接口單元的主要實(shí)現(xiàn)芯片是Cypress公司的CY7C68013，負(fù)責(zé)完成硬件系統(tǒng)和PC上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。Cypress公司的EZ－USB FX2系列芯片是世界上第一個(gè)集成USB2.0協(xié)議的微處理器，它支持12Mb/s的全速傳輸和480Mb/s的高速傳輸，可使用4種USB傳輸方式：控制傳輸、中斷傳輸、塊傳輸和同步傳輸，完全適用于USB2.0，并向下兼容USB1.1。其CPU采用增強(qiáng)型8051，它比標(biāo)準(zhǔn)8051的速度更快、功能更強(qiáng)，且指令集和標(biāo)準(zhǔn)8051完全兼容，并可使用C51編譯器。FX2內(nèi)部包含8.5KB的RAM，它們兼做程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，增強(qiáng)型8051的固件代碼就存儲(chǔ)在該區(qū)域內(nèi)，F(xiàn)X2也具有I2C總線，以使其能從外部EEPROM中下載芯片程序。另外，F(xiàn)X2系列芯片采用3.3V供電，且可使用USB總線電源，但是功耗較大。 [2]

本系統(tǒng)中使用CY7C68013的PA0－PA6管腳作為AD工作狀態(tài)的控制信號(hào)，以決定ADS7825數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，PB0－PB7為8位數(shù)據(jù)總線根據(jù)工作狀態(tài)進(jìn)行高低8位的數(shù)據(jù)傳輸。如圖3所示為CY7C68013和ADS7825連接原理圖。

2.2 軟件程序的編寫

軟件程序包括包括三部分，芯片固件程序、驅(qū)動(dòng)程序、上位機(jī)Win32應(yīng)用程序。

1 芯片固件程序

CY7C68013芯片固件程序負(fù)責(zé)PC發(fā)來的各種USB請(qǐng)求，以完成主機(jī)與外圍電路間的數(shù)據(jù)傳輸。該固件框架使用Keil C51 C編寫，其中使用了許多Keil C對(duì)標(biāo)準(zhǔn)C的擴(kuò)展。固件框架主要包含初始化、處理標(biāo)準(zhǔn)USB設(shè)備請(qǐng)求以及USB掛起時(shí)的電源管理。

框架完成了一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)循環(huán)（見圖4）。首先框架初始化內(nèi)部的狀態(tài)變量，然后條用用戶初始化函數(shù)TD_Init。從該函數(shù)返回后，框架初始化USB接口到未配置狀態(tài)并使能中斷。然后每隔1s進(jìn)行一次設(shè)備重枚舉，直到端點(diǎn)0接收到一個(gè)SETUP包。一旦檢測(cè)到SETUP包，框架將開始交互的任務(wù)調(diào)度，其任務(wù)調(diào)度的步驟如下：

①調(diào)用用戶函數(shù)TD_Poll，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

②判斷是否有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求等待處理，如果有，則分析該請(qǐng)求并響應(yīng)；其中，DR_VendorCmnd函數(shù)負(fù)責(zé)處理上位機(jī)發(fā)出的供應(yīng)商定義請(qǐng)求，通過上位機(jī)發(fā)送請(qǐng)求來控制AD采集的開始和結(jié)束。

③判斷USB內(nèi)核是否收到USB掛起信號(hào)。如果收到，則調(diào)用用戶函數(shù)TD_Suspend。從該函數(shù)成功返回后，再檢測(cè)是否發(fā)生USB喚醒事件。如果未檢測(cè)到，則處理器進(jìn)入掛起方式；如果檢測(cè)到，則調(diào)用用戶函數(shù)TD_Resume，程序繼續(xù)運(yùn)行。如果從TD_Suspend函數(shù)返回FALSE，則程序繼續(xù)運(yùn)行。

圖4. 固件程序流程圖