基于USB接口的通用测试仪的设计与实现

　　3 系统软件设计[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。考虑到系统灵活性，我们编程使得通道选择，采样时间，采样周期，开关量的状态由用户在上位机上指定，然后以命令字传给下位机，具体为：用两个字节分别表示该通道是否被选中，每个字节位上为1表示该通道被选中，否则不被选中。用3个字节存放采样周期，其最小单位为50微妙（即最大采样速率为20K bps），5个字节存放采样时间，一个字节用于开关量的通断状态，为1则接通，反之为切断。

　　3.1 下位机软件

　　为减轻下位机的任务，其采集的原始数据直接送给上位机进行处理，下位机的任务就是进行数据采集，并把所采集的数据通过USB100传给上位机，以保证下位机有高的采样速率。下位机的工作流程见图4。

　　3.1.1  下位机发送数据子程序

　　函数: Send_AD_Result();

　　参数: 无

　　功能: 将AD转换结果组成帧后,以帧格式发送给上位机

　　       void Send_AD_Result (void){

　　       if(txe==0){

　　       wr="0";

　　       for(i=0;i

　　       wr="1";

　　       PORT4=MyData[i];/*数据顺序存放在内存MyData中*/

　　       wr="0";

　　       }

　　       }

　　        }

　　3.1.2  下位机接收数据子程序

　　同理，当MCU检测到USB100 模块RXF 为低时，表示内部接收缓冲区有来自USB100端口的数据，可以通过八位数据总线D0～D7 将数据读出。

　　函数: ReceiveData()

　　参数: 无

　　功能: 查看PC端是否有数据送来，如有，则置收到数据标志

　　      void  ReceiveData (void){

　　     rd="1";

　　     if(rxf==0){/*数据缓冲区有数据*/

　　     DataNumber+=0x01;//接收数据长度加1

　　     rd="0"; //读操作，低电平有效

　　     Receive_Data=PINB;//接收数据

　　      rd="1";

　　     }

　　3.2  上位机软件

　　用户在PC机上安装USB100模块驱动程序之后，该USB100默认成该PC的一个虚拟串口，因此在上位机可以将它当作一个串口进行处理。上位机软件开发是用VB完成的，与下位机的通信使用串口控件MSComm。上位机的主要功能有：

　　1) 采样通道以及开关量的设置，输入模拟量的选择（电压、电流，电阻），变换器输出的单位选择。

　　2) 对下位机传来的原始数据进行处理，并根据传感器参数转换为对应的实际测量值。

　　3) 实时在计算机屏幕上显示采样曲线，并把所采集的数据存入数据库，以便能够随时查阅。

　　4) 对采集的数据进行频谱分析，并将分析结果以曲线形式显示在屏幕上。

　　4   结束语

　　我们采用USB100 专用模块和C8051F020高速嵌入式MCU设计的测试仪，不仅满足现场数据采集以及相应的控制，而且方便与笔记本电脑或台式机构建虚拟仪器系统。我们在上位机软件设计时考虑到其通用性，根据实际需求选用不同的传感器，在上位机上进行相应的选择，就能得到所需的测量数据及曲线，因而该测试仪有较强的通用性。本测试仪经过两年多来的实际运行，系统运行稳定可靠，满足用户需求。

　　参考文献：

　　[1] 潘琢金，施国君. C8051FXXX高速SOC单片机原理及应用. 北京：北京航空航天大学出版社，2002.

　　[2] 迅通科技.  USB100数据手册[M]. 哈尔滨：迅通科技有限公,2002.

　　[3] 冯国飞,宋蕴兴. 基于USB数据采集卡的设计与实现[J]. 微计算机信息，2005.11：75－76

　　[4] 张厚武，姚凯学. 基于C8051F020微控制器的动态测试仪的设计[J]. 机械与电子，2006(8):12-14.

　　[5] 陈建平,姚凯学,等. 通用动态测试系统的设计与实现. 贵州大学学报(自然科学版), 2004,21(1):79-82.

　　[6] 谢瑞和.串行技术大全.北京：清华大学出版社,2003.4

　　[7] 郑阿奇，曹戈.Visual Basic实用教程 北京：电子工业出版社，2003.