基于USB接口的通用測試儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[5－7]

　　F020有8通道100Kbps、12位精度的ADC0以及8通道500Kbps、8位精度的ADC1?？紤]到系統(tǒng)靈活性，我們編程使得通道選擇，采樣時(shí)間，采樣周期，開關(guān)量的狀態(tài)由用戶在上位機(jī)上指定，然后以命令字傳給下位機(jī)，具體為：用兩個(gè)字節(jié)分別表示該通道是否被選中，每個(gè)字節(jié)位上為1表示該通道被選中，否則不被選中。用3個(gè)字節(jié)存放采樣周期，其最小單位為50微妙（即最大采樣速率為20K bps），5個(gè)字節(jié)存放采樣時(shí)間，一個(gè)字節(jié)用于開關(guān)量的通斷狀態(tài)，為1則接通，反之為切斷。

　　3.1 下位機(jī)軟件

　　為減輕下位機(jī)的任務(wù)，其采集的原始數(shù)據(jù)直接送給上位機(jī)進(jìn)行處理，下位機(jī)的任務(wù)就是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并把所采集的數(shù)據(jù)通過USB100傳給上位機(jī)，以保證下位機(jī)有高的采樣速率。下位機(jī)的工作流程見圖4。

　　3.1.1  下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)子程序

　　函數(shù): Send_AD_Result();

　　參數(shù): 無

　　功能: 將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果組成幀后,以幀格式發(fā)送給上位機(jī)

　　       void Send_AD_Result (void){

　　       if(txe==0){

　　       wr="0";

　　       for(i=0;i

　　       wr="1";

　　       PORT4=MyData[i];/*數(shù)據(jù)順序存放在內(nèi)存MyData中*/

　　       wr="0";

　　       }

　　       }

　　        }

　　3.1.2  下位機(jī)接收數(shù)據(jù)子程序

　　同理，當(dāng)MCU檢測到USB100 模塊RXF 為低時(shí)，表示內(nèi)部接收緩沖區(qū)有來自USB100端口的數(shù)據(jù)，可以通過八位數(shù)據(jù)總線D0～D7 將數(shù)據(jù)讀出。

　　函數(shù): ReceiveData()

　　參數(shù): 無

　　功能: 查看PC端是否有數(shù)據(jù)送來，如有，則置收到數(shù)據(jù)標(biāo)志

　　      void  ReceiveData (void){

　　     rd="1";

　　     if(rxf==0){/*數(shù)據(jù)緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)*/

　　     DataNumber+=0x01;//接收數(shù)據(jù)長度加1

　　     rd="0"; //讀操作，低電平有效

　　     Receive_Data=PINB;//接收數(shù)據(jù)

　　      rd="1";

　　     }

　　3.2  上位機(jī)軟件

　　用戶在PC機(jī)上安裝USB100模塊驅(qū)動程序之后，該USB100默認(rèn)成該P(yáng)C的一個(gè)虛擬串口，因此在上位機(jī)可以將它當(dāng)作一個(gè)串口進(jìn)行處理。上位機(jī)軟件開發(fā)是用VB完成的，與下位機(jī)的通信使用串口控件MSComm。上位機(jī)的主要功能有：

　　1) 采樣通道以及開關(guān)量的設(shè)置，輸入模擬量的選擇（電壓、電流，電阻），變換器輸出的單位選擇。

　　2) 對下位機(jī)傳來的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)傳感器參數(shù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的實(shí)際測量值。

　　3) 實(shí)時(shí)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示采樣曲線，并把所采集的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，以便能夠隨時(shí)查閱。

　　4) 對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，并將分析結(jié)果以曲線形式顯示在屏幕上。

　　4   結(jié)束語

　　我們采用USB100 專用模塊和C8051F020高速嵌入式MCU設(shè)計(jì)的測試儀，不僅滿足現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集以及相應(yīng)的控制，而且方便與筆記本電腦或臺式機(jī)構(gòu)建虛擬儀器系統(tǒng)。我們在上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)時(shí)考慮到其通用性，根據(jù)實(shí)際需求選用不同的傳感器，在上位機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)的選擇，就能得到所需的測量數(shù)據(jù)及曲線，因而該測試儀有較強(qiáng)的通用性。本測試儀經(jīng)過兩年多來的實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足用戶需求。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 潘琢金，施國君. C8051FXXX高速SOC單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.

　　[2] 迅通科技.  USB100數(shù)據(jù)手冊[M]. 哈爾濱：迅通科技有限公,2002.

　　[3] 馮國飛,宋蘊(yùn)興. 基于USB數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 微計(jì)算機(jī)信息，2005.11：75－76

　　[4] 張厚武，姚凱學(xué). 基于C8051F020微控制器的動態(tài)測試儀的設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械與電子，2006(8):12-14.

　　[5] 陳建平,姚凱學(xué),等. 通用動態(tài)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004,21(1):79-82.

　　[6] 謝瑞和.串行技術(shù)大全.北京：清華大學(xué)出版社,2003.4

　　[7] 鄭阿奇，曹戈.Visual Basic實(shí)用教程 北京：電子工業(yè)出版社，2003.