基于USB接口的通用測試儀的設計與實現

　　3 系統軟件設計[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。考慮到系統靈活性，我們編程使得通道選擇，采樣時間，采樣周期，開關量的狀態由用戶在上位機上指定，然后以命令字傳給下位機，具體為：用兩個字節分別表示該通道是否被選中，每個字節位上為1表示該通道被選中，否則不被選中。用3個字節存放采樣周期，其最小單位為50微妙（即最大采樣速率為20K bps），5個字節存放采樣時間，一個字節用于開關量的通斷狀態，為1則接通，反之為切斷。

　　3.1 下位機軟件

　　為減輕下位機的任務，其采集的原始數據直接送給上位機進行處理，下位機的任務就是進行數據采集，并把所采集的數據通過USB100傳給上位機，以保證下位機有高的采樣速率。下位機的工作流程見圖4。

　　3.1.1  下位機發送數據子程序

　　函數: Send_AD_Result();

　　參數: 無

　　功能: 將AD轉換結果組成幀后,以幀格式發送給上位機

　　       void Send_AD_Result (void){

　　       if(txe==0){

　　       wr="0";

　　       for(i=0;i

　　       wr="1";

　　       PORT4=MyData[i];/*數據順序存放在內存MyData中*/

　　       wr="0";

　　       }

　　       }

　　        }

　　3.1.2  下位機接收數據子程序

　　同理，當MCU檢測到USB100 模塊RXF 為低時，表示內部接收緩沖區有來自USB100端口的數據，可以通過八位數據總線D0～D7 將數據讀出。

　　函數: ReceiveData()

　　參數: 無

　　功能: 查看PC端是否有數據送來，如有，則置收到數據標志

　　      void  ReceiveData (void){

　　     rd="1";

　　     if(rxf==0){/*數據緩沖區有數據*/

　　     DataNumber+=0x01;//接收數據長度加1

　　     rd="0"; //讀操作，低電平有效

　　     Receive_Data=PINB;//接收數據

　　      rd="1";

　　     }

　　3.2  上位機軟件

　　用戶在PC機上安裝USB100模塊驅動程序之后，該USB100默認成該PC的一個虛擬串口，因此在上位機可以將它當作一個串口進行處理。上位機軟件開發是用VB完成的，與下位機的通信使用串口控件MSComm。上位機的主要功能有：

　　1) 采樣通道以及開關量的設置，輸入模擬量的選擇（電壓、電流，電阻），變換器輸出的單位選擇。

　　2) 對下位機傳來的原始數據進行處理，并根據傳感器參數轉換為對應的實際測量值。

　　3) 實時在計算機屏幕上顯示采樣曲線，并把所采集的數據存入數據庫，以便能夠隨時查閱。

　　4) 對采集的數據進行頻譜分析，并將分析結果以曲線形式顯示在屏幕上。

　　4   結束語

　　我們采用USB100 專用模塊和C8051F020高速嵌入式MCU設計的測試儀，不僅滿足現場數據采集以及相應的控制，而且方便與筆記本電腦或臺式機構建虛擬儀器系統。我們在上位機軟件設計時考慮到其通用性，根據實際需求選用不同的傳感器，在上位機上進行相應的選擇，就能得到所需的測量數據及曲線，因而該測試儀有較強的通用性。本測試儀經過兩年多來的實際運行，系統運行穩定可靠，滿足用戶需求。

　　參考文獻：

　　[1] 潘琢金，施國君. C8051FXXX高速SOC單片機原理及應用. 北京：北京航空航天大學出版社，2002.

　　[2] 迅通科技.  USB100數據手冊[M]. 哈爾濱：迅通科技有限公,2002.

　　[3] 馮國飛,宋蘊興. 基于USB數據采集卡的設計與實現[J]. 微計算機信息，2005.11：75－76

　　[4] 張厚武，姚凱學. 基于C8051F020微控制器的動態測試儀的設計[J]. 機械與電子，2006(8):12-14.

　　[5] 陳建平,姚凱學,等. 通用動態測試系統的設計與實現. 貴州大學學報(自然科學版), 2004,21(1):79-82.

　　[6] 謝瑞和.串行技術大全.北京：清華大學出版社,2003.4

　　[7] 鄭阿奇，曹戈.Visual Basic實用教程 北京：電子工業出版社，2003.