基于C8051F320的数据采集系统USB接口设计

1 引言1
随着现代工业生产和科学研究对数据采集系统的要求日益提高，传输速度、纠错能力和
操作安装的简易性是人们进行采集数据时一直关注的问题，这使得数据通讯技术不可避免地
成为了其中的关键技术，而数据采集系统采用何种接口进行数据通讯是影响系统整体效率的
重要因素之一。USB（通用串行总线）总线接口技术由于具有速度快、设备安装和配置容易、
易于扩展、能够采用总线供电及使用灵活等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势[1-5]。
本文给出了一种基于C8051F320的数据采集系统USB 接口设计方案，完成了USB 接口硬件
电路设计和软件程序开发，并将其应用到仓库视频监控系统中，实现了快速、方便的数据采
集和传输。
2 C8051F320 单片机原理
2.1 C8051F320 的主要特点
C8051F320 是由美国Cygnal 公司推出的C8051F 系列单片机中的一款用于USB 设备的
小型单片机。该器件内部集成有2304 Byte RAM 和16K Byte 的Flash 存储器。由于利用该
芯片进行设计时可以不需要任何外部元件（包括电阻和晶振），因而是小型USB 应用的理想
选择。与其它同类USB 产品相比，C8051F320 主要具有如下一些特点：
① 满足 USB2.0 协议；
② 可在全速（12 Mbps）或低速（1.5 Mbps）下运行；
③ 集成有一个时钟源，对于全速或低速传输均可不用外部晶振；
④ 支持 8 个灵活通用的USB 端点；
⑤ 内置一个 1K 的USB 专用缓冲存储器；
⑥ 集成了一个 USB 接收器，不需要外部电阻。

⑦ 具有高速增强型 8051 MCU 内核，该MCU 内核采用流水线式指令结构，70%的指
令执行时间为一个或两个系统时钟周期，处理速度可达25MIPS（时钟频率为25MHz 时）。
此外，C8051F320 还有许多其它特性，如支持在系统编程（ISP），带有可编程的数字I/O
和数字交叉开关，可提供全速、非侵入式的在系统片内调试电路等。