基于CH375的智能数据采集卡设计方案

7026的外部I／O取反速度只有4 MHz，因此在SPI设计中，该设计加入Atmega48单片机作为中转，保证了控制核心在处理USB通信、U盘读／写等大量信息时对采样的准确触发。

　　3 程序设计

　　3.1 ARM端程序编写

　　ARM下位机软件完成的主要功能有3个进程，分别为 Wait，Online，Offline。当数据采集卡上电复位后，首先执行Wait进程，该进程等待按键操作，更改系统工作模式，配合的子程序还有相应初始化程序、按键防抖程序等。当Wait进程结束时，系统转入联机模式(Online)或离线模式(Offline)。联机模式按照用户设置进行采样，将数据存入CH375缓冲，CH375负责将数据传送给上位PC机，其程序流程如图2所示。离线模式则利用CH375海量存储固件，将数据存入U盘。为保证采集的实时性，控制器将数据存放在U盘扇区中，而不是以文件的形式读／写，避免创建文件时复杂时序的延误，其程序流程图如图3所示。

　　3.2 PC端编程

　　该数据采集卡的上位机应用程序由动态链接库DLL和客户端程序2个部分组成。其中，DLL负责与内核态的 USB功能驱动程序通信，并接收应用程序的各种操作请求；客户端程序负责对数据进行分析处理。采用VC++编写，遵循了工程通用的输入／输出界面，可以完成普通数据采集卡的在线采集功能，同时也可以将数据采集卡存储在U盘中的采集数据，通过物理扇区寻址来读取相应的采集数据。

　　4 测试与结论

　　通过该数据采集卡挂载U盘，对5 kHz正弦单通道信号进行采集，将U盘数据导入上位机，以获得如图 4所示的波形，它良好地复现了现场波形信号。

　　5 结 语

　　由于采用了支持海量存储技术的多模式USB总线控制芯片CH375和高速低功耗的ARM7控制器，使得该数据采集卡具有一定的智能采集能力，摆脱上位机连接限制而独立工作，采集到的数据存储到U盘中。符合新型数据采集系统小型化、移动化、智能化的发展趋势，广泛适用于工业现场和户外作业等应用场合，有很高的实用价值和推广意义。