谷物品質快速檢測儀關鍵部件的設計

在可編程通道選擇方式下，模擬輸入通道的選擇是由程序控制指令完成的。控制器發出數據轉換指令和要轉換的通道號，通過片選信號與A0和A1端譯碼選擇需要的模擬通道，此時A0和A1為數據通道選擇輸入端。在完成數據通道的選擇之后，后續各引腳的工作過程與連續轉換方式下的情況類似。

圖2. ADS7825并行輸出電路原理圖

圖3. CY7C68013和ADS7825連接原理圖

2 USB接口單元

USB接口單元的主要實現芯片是Cypress公司的CY7C68013，負責完成硬件系統和PC上位機之間的數據傳輸。Cypress公司的EZ－USB FX2系列芯片是世界上第一個集成USB2.0協議的微處理器，它支持12Mb/s的全速傳輸和480Mb/s的高速傳輸，可使用4種USB傳輸方式：控制傳輸、中斷傳輸、塊傳輸和同步傳輸，完全適用于USB2.0，并向下兼容USB1.1。其CPU采用增強型8051，它比標準8051的速度更快、功能更強，且指令集和標準8051完全兼容，并可使用C51編譯器。FX2內部包含8.5KB的RAM，它們兼做程序存儲器和數據存儲器，增強型8051的固件代碼就存儲在該區域內，FX2也具有I2C總線，以使其能從外部EEPROM中下載芯片程序。另外，FX2系列芯片采用3.3V供電，且可使用USB總線電源，但是功耗較大。 [2]

本系統中使用CY7C68013的PA0－PA6管腳作為AD工作狀態的控制信號，以決定ADS7825數據采集和存儲，PB0－PB7為8位數據總線根據工作狀態進行高低8位的數據傳輸。如圖3所示為CY7C68013和ADS7825連接原理圖。

2.2 軟件程序的編寫

軟件程序包括包括三部分，芯片固件程序、驅動程序、上位機Win32應用程序。

1 芯片固件程序

CY7C68013芯片固件程序負責PC發來的各種USB請求，以完成主機與外圍電路間的數據傳輸。該固件框架使用Keil C51 C編寫，其中使用了許多Keil C對標準C的擴展。固件框架主要包含初始化、處理標準USB設備請求以及USB掛起時的電源管理。

框架完成了一個簡單的任務循環（見圖4）。首先框架初始化內部的狀態變量，然后條用用戶初始化函數TD_Init。從該函數返回后，框架初始化USB接口到未配置狀態并使能中斷。然后每隔1s進行一次設備重枚舉，直到端點0接收到一個SETUP包。一旦檢測到SETUP包，框架將開始交互的任務調度，其任務調度的步驟如下：

①調用用戶函數TD_Poll，實現數據采集。

②判斷是否有標準設備請求等待處理，如果有，則分析該請求并響應；其中，DR_VendorCmnd函數負責處理上位機發出的供應商定義請求，通過上位機發送請求來控制AD采集的開始和結束。

③判斷USB內核是否收到USB掛起信號。如果收到，則調用用戶函數TD_Suspend。從該函數成功返回后，再檢測是否發生USB喚醒事件。如果未檢測到，則處理器進入掛起方式；如果檢測到，則調用用戶函數TD_Resume，程序繼續運行。如果從TD_Suspend函數返回FALSE，則程序繼續運行。

圖4. 固件程序流程圖