基于USB2．0接口的同步高速数据采集的设计 基于USB2．0接口的同步高速数据采集的设计 基于USB2．0接口的同步高速数据采集的设计 随着计算机技术的迅速发展,对外部总线速度的要求越来越高。通用串行总线(Universal Serial Bus,即USB总线)凭借其即插即用、热插拔以及较高的传输速率等优点,成为PC机与外设连接的普遍标准。在许多便携式电脑上,已经找不到RS-232接口。迄今为止,常用的USB总线标准有1998年发布的USBl.1版本和2000年发布的USB2.0版本。其中1.1版本支持两种传输速率:1.5Mbps和12Mbps,主要应用在低速传输要求的场合;而2.0版本面向高数据率传输的场合,支持480Mbps的传输速度,并向下完全兼容USBl.1协议。在实际应用中,通常会遇到一些突发信号,需要对其进行高速采集,对数据进行高速传输,所以USB2.0标准自然成为首选。以Cypress公司的EZ-USB FX2系列中的CY7C68013芯片作为核心控制器,设计开发了一套符合USB2.0标准的高速同步数据采集器。
1 CY7C68013芯片 ·CY7C68013内部集成了一个增强型的51内核,其指令集与标准的8051兼容,并且在多方面有所改进。例如:最高工作频率可达48MHz,一个指令周期为4个时钟周期,两个UART接口,三个定时计数器,一个I2C接口引擎等。 ·为了满足与各种不同类型外设的互联需要,芯片中集成了一个GPIF模块,让用户可以按照外设的时序进行波形编辑,而不需要复杂的程序描述,就可以保证GPIF与内部.FIFO的协调工作,实现芯片与高速外围设备之间的逻辑连接和高速数据传输。这对于开发者来说是相当友好的。笔者就是利用这一特性,实现数据的高速同步采集及传输。
2 同步高速数据采集芯片AD7862 AD7862是AD公司推出的高速、低功耗、双极性12位的A/D转换芯片,其中包含了两个独立的快速ADC模块(允许同时采样和转换两路信号)、4路模拟输入信号(VAl、VA
2、VBl、VB
2)、2.5V的内部电压基准以及一个12位的高速并行接口。芯片正常运行时功耗只有60mW,当使用节电方式时,只有50μW,对于自带电源的USB设备这种低功耗无疑是一种优点。该芯片的内部结构如图2所示。每个ADC都有一个两通道的多路选择器,芯片通过地址信号A0分别选通VAl、VA2或VBl、VB2,当一个CONVST信号到来时,同时转换地址A0选中的两路信号。
2.2 AD7862的控制时序
AD7862的控制时序如图3所示。在USB2.0同步高速数据采集器中,利用GPIF实现图3所示的时序控制。其中CONVST是转换开始启动信号,下降沿触发两路ADC开始装换;BUSY信号在CONVST信号触发后;变成并保持为高电子状态,直到两路ADC转换完毕,才又回到低电平;地址A0用于对两路模拟信号的选择,CS信号和RD信号分别是芯片使能信号以及读允许信号。两者第一次同为低电平时,读出第一组ADC转换的数据;在第二次为高电平时,读出第二组ADC转换的数据。
