基于USB口的数据采集及远程传送系统设计毕业论文_自动化毕业设计

基于USB口的数据采集及远程传送系统设计毕业论文

2021-04-19更新

摘 要

本课题结合通用串行总线(USB)具有传输速度快、支持热插拨、即插即用等优点。用USB端口之间的单片机和PC机之间的数据传输软件基于PC机和服务器,通过软件来实现数据传输。

首先,本文阐述了传统数据采集与远程输出系统的不足之处,确定了采用串行总线技术这一个数据传输方式,并利用AT89S52的有点,使用C语言编程,用C51编程来实现USB借口芯片的固件程序及整个采集数据系统的时序控制程序,并将这些下载到AT89S52,产生其硬件控制电路。其次讨论利用设备驱动程序开发工具WinDriver辅助开发USB设备驱动程序。最后在Visual Basic环境下编写应用程序打开USB设备,通过设置Winsock控件的属性和调用该控件的方法,可以很容易地连接到远程计算机并进行双向的数据交换。

本文完成的基于USB接口的远程数据采集系统,可以让用户与用户之间实现远程控制数据采集、提高资源使用率和削减成本的目的。

关键词:通用串行总线;数据采集;固件程序;Winsock;

ABSTRACT

The subject of universal serial bus (USB) has the advantages of fast transmission, supporting hot plug, plug and play, etc.. Between the microcontroller and the PC between the USB port between the data transfer software based on PC and the server, through the software to achieve data transmission.

First of all, this paper expounds the shortcomings of traditional data acquisition and remote output system, determined by serial bus technology to the data transmission mode, and the use of AT89S52, the use of C language programming, C51 programming to achieve the firmware of USB excuse chip and the data acquisition system of the timing control program and download these to the AT89S52, produced the hardware control circuit. Secondly, we discuss the use of the device driver development tool WinDriver to develop the USB device driver.Finally in the visual basic environment written application to open the USB device, by setting the properties of Winsock control and call the control method can be easily connected to a remote computer and bidirectional data exchange.

The remote data acquisition system based on the USB interface can make the remote control data acquisition, improve the resource usage rate and cut the cost of the target..

Key word:Universal serial bus;Data collection;Firmware program;Winsock

目 录

第一章 绪论 – 4 –

1.1 课题研究的背景 – 4 –

1.2 国内外现状 – 5 –

1.3 本课题主要研究内容 – 6 –

1.4本系统的特点 – 7 –

1.5 本系统的技术实现 – 7 –

第二章 系统总体设计 – 8 –

2.1 软件的设计 – 8 –

2.2 硬件设计部分 – 11 –

第三章 硬件设计 – 13 –

3.1 89S51单片机 – 13 –

3.2 时序 – 14 –

3.3 引脚极其功能 – 14 –

3.4 输入/输出(I/O)引脚P0口、P1口、P2口及P3口 – 16 –

3.4 AT89S52微处理器简介 – 17 –

3.5 CH430转换芯片 – 18 –

第四章 系统软件设计 – 20 –

4.1 Visual Basic的介绍 – 20 –

4.2基于USB数据采集系统上位机交互软件设计 – 20 –

4.2.1基于USB数据采集系统上位机交互程序概述 – 20 –

4.2.2 基于USB数据采集系统驱动程序和应用程序的通信 – 21 –

4.3基于USB数据采集系统的上位机软件开发 – 23 –

4.3.1 基于USB数据采集系统上位机软件设计步骤 – 24 –

4.3.2 基于USB数据采集系统应用程序的设计 – 25 –

4.4 keil 的介绍 – 26 –

第五章 系统测试 – 27 –

5.1 基于USB数据采集系统的系统测试结果 – 27 –

致 谢 – 31 –

参考文献 – 32 –

附录 – 33 –

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景

数据采集系统是外部世界与计算机智能仪器联系的桥梁,是获取信息的一个重要途径。数据采集技术主要是指从传感器输出的微弱信号,通过信号调理、模数转换到存储这一步过程所涉及到的技术。伴随着科学技术的进步,尤其是以传感器技术、计算机技术和通信技术为基础的信息技术的发展,还有测试理论的不断发展和数据采集技术越来越先进的发展[1]。这个课题“基于USB口的数据采集及远程传送系统设计”是在远程控制方面和数据采集中的一种应用,采集数据是全部系统的一个主要关键部分。目前的采集数据一般会采取以下两种方式:(1)内置式采集方式:即将高速,连续控制高精度采样系统和把数据通道的一部分做成板卡的形式,将其插入计算机中的扩展槽里面,使内置式的数据采集功能得以实现。这个方式需要占用PC的一个PCI/ISA总线扩展槽以及其相关资源,利用拥有高速数据传输率的PCI/ISA总线交换采样系统与PC的大容量数据,如PCI/ISA采集数据卡。这种方式的不好之处是:由于受到计算机插槽的数量、中断资源与地址的局限,安装不是很方便,编程相较麻烦,而且会受到计算机内部的高频电磁干扰,会影响到采集数据的精度和设备的稳定性[3]。(2)外置式数据采集方式:一般是通过RS-232借口与数据相连,在一定程度上克服了内置式数据采集的缺点,但由于采用的是低速率RS-232借口,其最高数据传输率不超过115Kbps,同时传输的距离也不会超过15米,因此在对大批量数据采集时,采样系统与主机借口速度的瓶颈将导致部分数据丢失,失去连续采样的意义[4]

显而易见,需要采用更好的数据采集方式,来克服以上方式的不足。USB高速数据接口的推出,极大的提高了数据传输速率。USB(Universal Serial Bus通用串行总线)是近年来应用在PC领域的新型接口技术,是由Compaq、Intel、Microsoft等多家PC厂商为解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而制定的一种串行总线标准[5]。从1998年7月的Windows98开始,USB外围设备开始陆续出现,随着各种类型的USB产品的陆续推出,USB通信的有点越来越广泛的被人们所熟知,至今已为各PC厂家所支持。

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