基于USB接口的数据采集与控制系统设计综合

2009-12-23 23:38:14来源: 中国国防科技网 关键字:USB接口  数据采集  控制系统

  1 系统结构
  
  利用ADuC845单片数据采集器件和CH341 USB接口器件构成的数据采集与控制系统的框图如图1所示。ADuC845完成模拟量数据采集、开关量的输入输出、控制电压和PWM控制信号输出,CH341USB接口器件完成PC机与ADuC845的数据传输。


  
  ADuC845中的数据打包后经USB器件传送至PC机,利用 PC机的数据处理程序完成数据处理与分析,并将其显示在所设计的系统界面上。同时,将控制命令通过USB接口传送至ADuC845,实现对外围设备的控制。
  
  2 USB通信接口电路
  
  USB通信接口电路采用CH341器件,图2为其电路。图2中,P3是USB端口,USB总线包括一对5 V电源线和一对数据信号线。通常+5 V电源线是红色,接地线是黑色,D+信号线是绿色,D-信号线是白色。USB总线提供的电源电流最大可达500 mA,CH341和低功耗的ADuC845直接使用USB总线提供的5 V电源。


  
  CH341的RXD引脚和TXD引脚分别与ADuC845的RxD引脚和TxD引脚相连,由于传输数据。晶体Y2、电容C13和C14用于时钟振荡电路。Y2的频率是12 MHz,C13和C14是容量为15 pF的独石或高频瓷片电容。VD1为工作状态指示灯,R3为其限流电阻。R4是0 Ω电阻(磁珠),它能实现滤波及保护。C12和C11是独石或高频瓷片电容,C12容量为1 000 pF~0.01μF,用于CH341内部电源节点退耦,C11容量为O.1μF,用于外部电源退耦。
  
  设计印刷线路板PCB时,需注意是的:退耦电容C11和C12应尽量靠近CH341放置;使D+和D-信号线贴近平行布线,尽量在两侧提供地线或覆铜,以减少外界的信号干扰;尽量缩短XI和XO引脚相关信号线长度,为减少高频时钟对外界的干扰,可在相关元件周边环绕地线或覆铜。

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关键字:USB接口  数据采集  控制系统

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2009/1223/article_899.html
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