基于C8051F320的數據采集系統USB接口設計

1 引言1
隨著現代工業生產和科學研究對數據采集系統的要求日益提高，傳輸速度、糾錯能力和
操作安裝的簡易性是人們進行采集數據時一直關注的問題，這使得數據通訊技術不可避免地
成為了其中的關鍵技術，而數據采集系統采用何種接口進行數據通訊是影響系統整體效率的
重要因素之一。USB（通用串行總線）總線接口技術由于具有速度快、設備安裝和配置容易、
易于擴展、能夠采用總線供電及使用靈活等優點，已逐漸成為現代數據傳輸的發展趨勢[1-5]。
本文給出了一種基于C8051F320的數據采集系統USB 接口設計方案，完成了USB 接口硬件
電路設計和軟件程序開發，并將其應用到倉庫視頻監控系統中，實現了快速、方便的數據采
集和傳輸。
2 C8051F320 單片機原理
2.1 C8051F320 的主要特點
C8051F320 是由美國Cygnal 公司推出的C8051F 系列單片機中的一款用于USB 設備的
小型單片機。該器件內部集成有2304 Byte RAM 和16K Byte 的Flash 存儲器。由于利用該
芯片進行設計時可以不需要任何外部元件（包括電阻和晶振），因而是小型USB 應用的理想
選擇。與其它同類USB 產品相比，C8051F320 主要具有如下一些特點：
① 滿足 USB2.0 協議；
② 可在全速（12 Mbps）或低速（1.5 Mbps）下運行；
③ 集成有一個時鐘源，對于全速或低速傳輸均可不用外部晶振；
④ 支持 8 個靈活通用的USB 端點；
⑤ 內置一個 1K 的USB 專用緩沖存儲器；
⑥ 集成了一個 USB 接收器，不需要外部電阻。

⑦ 具有高速增強型 8051 MCU 內核，該MCU 內核采用流水線式指令結構，70%的指
令執行時間為一個或兩個系統時鐘周期，處理速度可達25MIPS（時鐘頻率為25MHz 時）。
此外，C8051F320 還有許多其它特性，如支持在系統編程（ISP），帶有可編程的數字I/O
和數字交叉開關，可提供全速、非侵入式的在系統片內調試電路等。