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基于MSP430和USB的数据采集系统

发布时间:2020-07-21 17:39:41 阅读: 来源:卷板机厂家

引言

本文引用地址:系列单片机是由美国TI公司生产的新一代16位单片机,它具有处理能力强,运行速度快、资源丰富、开发方便等优点,具有很高的性价比,最近几年在国内得到了很广泛的应用。通用串行总线(USB)是现代数据传输的发展趋势,它具有高速、可热插拔、易扩展、接口通用、无需外接电源等优点在数据传输方面得到和广泛的应用。数据采集在工业测试系统中是一个很重要的环节,其精确性和可靠性是至关重要的,MSP430和USB为此提供了理想的解决方案。本文以沥青桥面防水层检测仪为背景,阐述了基于MSP430和USB的数据采集系统。

系统硬件设计

本系统采用TI公司的MSP430F149和PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12。PDIUSBD12符合通用串行总线USB1.1规范,是一款高性能的USB接口器件,它集成了SIE、FIFO存储器、收发器和电压变换器。SIE完成USB协议层,并完成高速硬件连接,无需软件干预。此模块功能包括:同步模式识别、并串转换、位填充、解填充、CRC校验/产生、地址识别和握手相应/产生等。MSP430F149芯片片内包括一个12位的A/D转换器ADC12、采样保持器和模拟多路器,ADC12与一般的ADC相比较,具有高速、通用的特点,适合于精密的数据采集和转换,能够对8个外部模拟通道和4个内部电压通道(包括内部温度传感器反馈的电压信号通道)进行A/D转换。ADC12还提供了高性能的采样/保持电路,为用户提供了更多的采样触发方式和转换时钟周期的选择。ADC12提供了4种转换模式:单通道单次转换,系列通道单次转换,单通道多次转换,多通道多次转换。数据采集流功能框图如图1所示。

本系统中MSP430F149和PDIUSBD12的硬件接口电路图如图2所示。PDIUSBD12的8位并行数据接入MSP430的P5口,传输数据或者命令。MSP430的P17引脚接PDIUSBD12的A0,作为PDIUSBD12的命令或数据选择线。当A0=0,MSP430向 PDIUSBD12发送数据,当A0=1时,向PDIUSBD12发送命令。它们之间的数据交换采取中断查询方式,通过查询P14(P14接 PDIUSBD12的INT_N引脚)是否为低电平来确定是否接受到上位机的数据或命令,再结合D12_WR和D12_RD引脚实现MSP430与 PDIUSBD12的数据交换。PDIUSBD12的GL_N接LED来对其进行监控,当USB设备接入PC机时,LED亮,当在进行数据传输时,LED 将不断闪烁。

MSP430的P6口为其ADC12模块8个外部通道的输入端,由于传感器输出的信号比较微弱,同时在沥青桥面测试现场存在着很多车辆噪声和工频信号的干扰,传感器采集到的数据需要经过一定的放大和低通滤波,才能被送到MSP430的ADC12模块进行采集和转换,信号调理电路如图3所示。

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