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基于AT89C52和USB接口的数据采集系统设计

时间:12-16 来源:互联网 点击:

固件程序将FX2配置为异步Slave FIFl0模式,总线宽度8位,在4个端点中,EP4和:EP8未被使用,EP2和EP6的配置如表1所示。由于采用自动输入/输出模式,主机和单片机通过旁路FX2的CPU直接连接,所有数据被直接通过FIFO管道提交,不需固件程序干预。在FX2的slave FIF0模式下,FIFOADR[1:0]引脚作为地址线选择某个端点,SLCS相当于片选信号,SLwR(写)与单片机的wR引脚相连,SLRD(读)和SLOE(输出使能)与单片机的RD引脚相连。单片机通过访问地址为0x00的外部存储器的方式就可以实现对EP2的访问,同理可访问EP6端点。

单片机通过FX2的3个标志引脚(FALGA,FLAGB,FLAGC)来全面掌握FX2的各端点FIFO的状况。FLAGA定义为输入端点EP6的满标志,当输入数据满时该引脚为低电平;FLAGB被定义为输出端点EP2的空标志,当主机传来的数据被读空时该引脚为低电平;FLAGC定义为当EP2端点整个FIF0中的字节数大于等于1时为低电平。假设当前主机没有传送命令,则FLAGC为高电平,当主机发送命令后,EP2的字节数大于等于1,则FLAGC变为低电平。这样在FALGC引脚上产生了一个下降沿,将此引脚与单片机的INTO引脚相连,则当主机发送命令后单片机会触发INT0中断,在INTO的中断处理程序中单片机读取并执行传来的命令。

2 系统软件设计
2.1 驱动程序
在EZ—USB FX2开发包中,提供有通用的驱动程序包,对该程序包稍加修改就可生成一个具有下载固件并完成设备重枚举功能的设备驱动程序。文献对驱动程序的开发步骤有详细的记述,这里采用的就是这个通用驱动程序(GPD)。
2.2 主机应用程序
主机应用程序主要实现向设备发送命令数据包,接收设备传送的数据并进行显示,主机应用程序通过通用驱动程序来完成对设备的控制和通信。应用程序采用VC6.O编写,与设备通信时,首先通过调用win32函数CreateFile()来取得访问设备驱动程序的句柄。该函数的语句实例如下:


用户得到设备句柄后,就可以使用win32函数DevicelontroI()来向设备提交相应的IOCTL控制码,进行读写和控制操作,完成相应操作后应用程序通过Win32函数CloseHandle()关闭设备句柄结束1次操作。以下是部分操作的代码实例:

应用程序中有两个线程,辅助线程为采样线程,采样线程的流程如图2所示。

采样线程负责从设备读取数据,并通过消息传送机制与主线程通信;主线程负责采样数据的显示、存盘,向设备发送命令数据包,以及启动/停止采样线程。当执行启动采样命令时,主线程先向设备发送启动命令数据包,然后启动采样线程准备接收数据;当执行停止采样命令时,主线程先向设备发送停止命令数据包,然后停止采样线程结束数据的接收。命令数据包大小为4 B.包含有命令字和采样间隔时间参数等信息。
2.3 单片机程序
如上所述,单片机的INTO中断一旦触发,表示主机有命令数据包传送到。在INTO的中断处理程序中,单片机读取EP2端点的数据直到EP2端点为空(FLAGB为低电平),获得上位机发送的命令数据包。若接收到启动命令,则根据命令数据包的采样间隔时间参数来设置计数变量和定时器T0的初值并启动T0;若接收到的命令为停止命令,则停止定时器TO。在TO的中断处理程序中若相应的计数变量达到设定值,则完成A/D转换、读取数据以及将数据写入EP6端点的操作。计数变量和TO的初值均根据命令数据包的参数进行设置,因此设备的采样间隔时间可以由主机程序进行调整。

3 结 语
工作于Slave FIFo方式下的FX2相当于在外部控制和主机之间构造了一个的数据管道。通过对FX2的FIFO标志引脚FLAGA,FALGB,FLAGc的配置,使该芯片可以方便地与单片机进行连接,单片机通过外部中断获知主机数据的到达,通过其他标志引脚获得端点FIFO的信息,单片机和主机通信时,感觉不到FX2的存在。基于单片机和Fx2的数据采集系统扩展方便、编程简单、无需外接电源、采样间隔时间由主机调整,实现了数据采集系统的小型化和便携化,在现场信号采集,教学实验,仪器仪表等领域具有一定的应用前景。

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