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摘要：USB接口的通用性和简便性使其成为数据采集系统与嵌入式系统进行数据传输的理想选择。因此，设计一款以单片机控制MAX197芯片进行模数转换，以及通过USB接口芯片PDIUSBD12进行数据传输的采集系统，并详细介绍了单片机固件程序和嵌入式驱动程序的具体实现。最后通过实际采集正弦波信号进行测试以验证该系统的可用性，并针对出现的问题提出了相应的改善措施。改善后的整个系统功耗低、可靠性高，传输速度能满足实际的数据采集任务。
关键词：数据采集系统；USB接口开发；嵌入式系统；驱动程序开发；MAX197；PDIUSBD12

数据采集任务多在户外进行，所以数据采集系统通常要满足实时性、专用性、可靠性和低功耗等性能，这些特性在嵌入式系统中都能得到很好的体现，因此本文将以WindowsCE的嵌入式平台来开发效据采集系统。但是由于嵌入式系统的硬件结构不易改变，所以在进行数据采集设备扩展时应该选择接口简单灵活、数据传输率高和支持热拔插的传输总线，而USB接口则能很好地满足这些要求，同时USB还有总线供电和不受插槽、中断等硬件资源限制的特性，因此USB接口是数据采集设备与嵌入式系统进行数据传输的理想选择。综上所述，本文将设计一款基于嵌入式USB接口的数据采集系统以满足实际的需要，下面将从硬件设计，程序实现和实际测试3方面具体描述。

1 硬件设计
1．1 硬件结构框架
本系统的硬件结构主要由控制中心、模数转换和USB协议实现3个部分组成，下面将针对这3个部分进行详细的介绍。具体的结构框架如图1所示。

1)控制中心。本系统采用单片机提供地址数据复用总线、选通信号(D12_CS和AD_CS)，读写信号(RD和WR)以及对中断信号(D12_INT和AD_INT)进行检测。
2)模数转换。本系统采用MAX197芯片进行模数转换，该芯片具有采样保持功能和12位的高精度输出。单片机可向MAX197写入其特定的命令从而选择指定的通道进行模数转换，转换结束后，MAX197向单片机输出低电平的AD_INT信号，单片机采用轮询方式检测到后通过HBEN信号控制MAX197输出低8位和高4位的转换数据。
3)USB协议实现。本系统采用PDIUSBD12作为USB设备端的控制芯片，该芯片实现了USB1．1传输协议。嵌入式系统要对USB设备进行读写均需通过信号D12_INT向单片机发送中断，单片机响应中断后只需对PDIUSBD12的不同寄存器进行读写操作就可以利用USB进行数据传输。
1．2 固件程序设计
硬件设备需要固件程序的控制以保证其正常运行，本文所设计的固件程序主要用于识别USB设备以及采集与传输数据。固件程序的总体流程如图2所示。

关键词： 系统 设计 数据采集 接口 嵌入式 USB 基于