設計題目 基於usb的實時資料採集系統設計
1、課題的目的意義：
課題來源：隨著資訊科技的飛速發展，各種資料的實時採集和處理在現代工業控制中已成為必不可少的。這就為我們的設計提出了兩個方面的要求：1方面，要求介面簡單靈活且有較高的資料傳輸率;另1方面，由於資料量通常都較大，要求主機能夠對實時資料做出快速響應，並及時進行分析和處理。隨著資訊化帶動工業化程序的逐步深入，電子計算機資訊科技的不斷髮展和完善，採用微控制器實現的資料採集系統的應用越來越多。隨著工業化的進步，以前傳統的採用人工進行資料記錄登記已經遠遠不能滿足現在工業化生產的要求，而採用微控制器實現的資料採集系統具有自動化和無人值守等特點，使得它們在許多應用場合得到了廣泛的應用。
課題目的意義：掌握usb通訊介面設計方法，以微控制器為核心，配以usb模組，構成實時資料採集傳輸系統，微控制器採集的資料經處理後，通過usb模組與上位機通訊。
2、近年來國內外研究現狀：
現代工業生產和科學研究對資料採集的要求日益提高，在瞬態訊號測量、影象處理等1些高速、高精度的測量中，需要進行高速資料採集。現在通用的高速資料採集卡1般多是pci卡或isa卡，存在以下缺點：安裝麻煩、價格昂貴;受計算機插槽數量、地址、中斷資源限制，可擴充套件性差;在1些電磁干擾性強的測試現場，無法專門對其做電磁遮蔽，導致採集的資料失真。
通用序列匯流排usb(universal serial bus)是1995年康柏、微軟、ibm、dec等公司為解決傳統匯流排不足而推廣的1種新型的通訊標準。該匯流排介面具有安裝方便、高頻寬、易於擴充套件等優點，已逐漸成為現代資料傳輸的發展趨勢。目前較為普遍的usb規範是usb1。1，usb1。1標準介面傳輸速率為12mbps，理論上可以支援127個裝置，通過usb hub即usb擴充套件器連線多個周邊裝置，連線線纜的最大長度為5米。usb2。0規範是由usb1。1規範演變而來的，它最初的目標是將usb1。1的傳輸數率(12mbps)提高10-20倍，而實際上卻提高了40倍達到了480mbps，折算為mb為60mb/s。
3、設計方案的可行性分析和預期目標：
預期目標：本系統實現多路資料的採集、flash儲存及usb通訊等功能。微控制器系統主要完成訊號採集、a/d轉換、對訊號進行放大濾波處理、資料通訊、flash儲存等;實時時鐘記錄採集資料的時間;cp2101實現usb介面，並把微控制器採集到的訊號傳給微機;微機完成資料接收、資料處理、計算、顯示等功能。
可行性分析：微控制器選用msp430f13x微控制器。它具有非常高的整合度，單片集成了多通道12位a/d轉換、pwm功能定時器、斜邊a/d轉換、片內usart、看門狗定時器、片內數控振盪器(dco)、大量的i/o埠、大容量的片內ram和rom以及flash儲存器。通用序列匯流排usb選擇了無需外部元件的uart轉usb晶片cp2101。選擇這種介面晶片，可使usb通訊介面設計變得10分容易。優點：① 具有較小的封裝。② 高整合度。片內整合512位元組eeprom(用於儲存廠家id等資料)，片內整合收發器、無需外部電阻;片內整合時鐘，無需外部晶體。③ 低成本，可實現usb轉串列埠的解決方案。④ 具有低功耗、高速度的特性，符合usb2。0規範，適合於所有的uart介面(波特率為300bps~921。6kbps)。
4、所需要的儀器裝置、材料：
硬體方面：微機1臺，msp430實驗平臺， msp430f13x，uart轉usb晶片cp2101
軟體方面：vc++
5、課題分階段進度計劃：
序號 起止日期 工 作 內 容 階段成果
1 1-2周 熟悉課題，查閱資料 對課題的要求進行了解
2 3-4周 完成開題報告，確定方案 確定思路書寫開題報告
3 5-7周 系統硬體設計 對msp430，cp2101進行設計
4 8-12周 系統軟體設計 用vc++進行軟體方面設計
5 13-14周 系統綜合除錯 用實驗臺進行綜合系統除錯
6 15周 撰寫論文，翻譯英文資料 將所有實驗總結撰寫論文
7 16周 畢業答辯 準備充分畢業答辯
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