- 相關(guān)推薦
基于USB的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)題目 基于USB的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、課題的目的意義：
課題來(lái)源：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和處理在現(xiàn)代工業(yè)控制中已成為必不可少的。這就為我們的設(shè)計(jì)提出了兩個(gè)方面的要求：1方面，要求接口簡(jiǎn)單靈活且有較高的數(shù)據(jù)傳輸率;另1方面，由于數(shù)據(jù)量通常都較大，要求主機(jī)能夠?qū)?shí)時(shí)數(shù)據(jù)做出快速響應(yīng)，并及時(shí)進(jìn)行分析和處理。隨著信息化帶動(dòng)工業(yè)化進(jìn)程的逐步深入，電子計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越多。隨著工業(yè)化的進(jìn)步，以前傳統(tǒng)的采用人工進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄登記已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在工業(yè)化生產(chǎn)的要求，而采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有自動(dòng)化和無(wú)人值守等特點(diǎn)，使得它們?cè)谠S多應(yīng)用場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。
課題目的意義：掌握USB通信接口設(shè)計(jì)方法，以單片機(jī)為核心，配以USB模塊，構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，單片機(jī)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，通過(guò)USB模塊與上位機(jī)通訊。
2、近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求日益提高，在瞬態(tài)信號(hào)測(cè)量、圖像處理等1些高速、高精度的測(cè)量中，需要進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集。現(xiàn)在通用的高速數(shù)據(jù)采集卡1般多是PCI卡或ISA卡，存在以下缺點(diǎn)：安裝麻煩、價(jià)格昂貴;受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量、地址、中斷資源限制，可擴(kuò)展性差;在1些電磁干擾性強(qiáng)的測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)法專門對(duì)其做電磁屏蔽，導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)失真。
通用串行總線USB(Universal Serial Bus)是1995年康柏、微軟、IBM、DEC等公司為解決傳統(tǒng)總線不足而推廣的1種新型的通信標(biāo)準(zhǔn)。該總線接口具有安裝方便、高帶寬、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。目前較為普遍的USB規(guī)范是USB1。1，USB1。1標(biāo)準(zhǔn)接口傳輸速率為12Mbps，理論上可以支持127個(gè)裝置，通過(guò)USB HUB即USB擴(kuò)展器連接多個(gè)周邊設(shè)備，連接線纜的最大長(zhǎng)度為5米。USB2。0規(guī)范是由USB1。1規(guī)范演變而來(lái)的，它最初的目標(biāo)是將USB1。1的傳輸數(shù)率(12mbps)提高10-20倍，而實(shí)際上卻提高了40倍達(dá)到了480mbps，折算為MB為60MB/S。
3、設(shè)計(jì)方案的可行性分析和預(yù)期目標(biāo)：
預(yù)期目標(biāo)：本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的采集、Flash存儲(chǔ)及USB通信等功能。單片機(jī)系統(tǒng)主要完成信號(hào)采集、A/D轉(zhuǎn)換、對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大濾波處理、數(shù)據(jù)通信、Flash存儲(chǔ)等;實(shí)時(shí)時(shí)鐘記錄采集數(shù)據(jù)的時(shí)間;CP2101實(shí)現(xiàn)USB接口，并把單片機(jī)采集到的信號(hào)傳給微機(jī);微機(jī)完成數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算、顯示等功能。
可行性分析：?jiǎn)纹瑱C(jī)選用MSP430F13X微控制器。它具有非常高的集成度，單片集成了多通道12位A/D轉(zhuǎn)換、PWM功能定時(shí)器、斜邊A/D轉(zhuǎn)換、片內(nèi)USART、看門狗定時(shí)器、片內(nèi)數(shù)控振蕩器(DCO)、大量的I/O端口、大容量的片內(nèi)RAM和ROM以及Flash存儲(chǔ)器。通用串行總線USB選擇了無(wú)需外部元件的UART轉(zhuǎn)USB芯片CP2101。選擇這種接口芯片，可使USB通信接口設(shè)計(jì)變得10分容易。優(yōu)點(diǎn)：① 具有較小的封裝。② 高集成度。片內(nèi)集成512字節(jié)EEPROM(用于存儲(chǔ)廠家ID等數(shù)據(jù))，片內(nèi)集成收發(fā)器、無(wú)需外部電阻;片內(nèi)集成時(shí)鐘，無(wú)需外部晶體。③ 低成本，可實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口的解決方案。④ 具有低功耗、高速度的特性，符合USB2。0規(guī)范，適合于所有的UART接口(波特率為300bps~921。6kbps)。
4、所需要的儀器設(shè)備、材料：
硬件方面：微機(jī)1臺(tái)，MSP430實(shí)驗(yàn)平臺(tái)， MSP430F13X，UART轉(zhuǎn)USB芯片CP2101
軟件方面：VC++
5、課題分階段進(jìn)度計(jì)劃：
序號(hào) 起止日期 工 作 內(nèi) 容 階段成果
1 1-2周 熟悉課題，查閱資料 對(duì)課題的要求進(jìn)行了解
2 3-4周 完成開(kāi)題報(bào)告，確定方案 確定思路書寫開(kāi)題報(bào)告
3 5-7周 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 對(duì)MSP430，CP2101進(jìn)行設(shè)計(jì)
4 8-12周 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 用VC++進(jìn)行軟件方面設(shè)計(jì)
5 13-14周 系統(tǒng)綜合調(diào)試 用實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行綜合系統(tǒng)調(diào)試
6 15周 撰寫論文，翻譯英文資料 將所有實(shí)驗(yàn)總結(jié)撰寫論文
7 16周 畢業(yè)答辯 準(zhǔn)備充分畢業(yè)答辯
【基于USB的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題開(kāi)題報(bào)告】相關(guān)文章：
課題開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)09-17
物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告09-06
課題開(kāi)題報(bào)告案例精選08-17
課題開(kāi)題報(bào)告范本08-19
小課題開(kāi)題報(bào)告10-17
課題開(kāi)題報(bào)告(2)06-05
課題研究開(kāi)題報(bào)告06-19