Niosll和USB接口的高速数据采集卡设计

Niosll和USB接口的高速数据采集卡设计

引 言

1 系统硬件设计

2 系统模块介绍

2．1 USB2．0专用微处理器CY7C68013A

2．2 主控电路FPGA芯片

EP2C8Q208EP2C8Q208主控电路如图3所示。

自定制的Avalon外设按照对总线操作的方式可分为：Avalon Slave外设和Avalon Streaming Slave(流模式)外设。在SOPC Builder图形设计界面下添加需要的内核。通过自动分配系统基地址和系统中断向量，手动分配CPU复位地址为外设Flash、CPU溢出地址为片上RAM和CPU调试断点地址为JTAG调试地址，就可由系统报告得知系统是否定制成功，如图5所示。

ADC外围电路框图如图6所示。

系统软件设计包括3部分：固件程序、USB设备驱动程序和应用程序。整个软件实现的功能包括系统初始化、采样控制、数据传输和波形显示。

3．1 固件程序设计

3．2 USB设备驱动设计

USB设备驱动程序的设计是基于WDM(WindowsDriver Model，驱动程序模型)的。WDM采用分层驱动程序模型，分为较高级的USB设备驱动程序和较低级的USB函数层。其中USB函数层由两部分组成：较高级的通用串行总线模块(us—BD)和较低级的主控制器驱动程序模块(HCD)。

本设计用WinDK3．O开发了Win2000下的驱动程序，实现了控制传输、中断传输和批传输的标准接口函数。在应用程序开发中，可用VC++编制应用程序。把USB设备当成文件来操作，用Create—File得到USB句柄，用DevieeloControl来进行控制传输，用ReadFile、WriteFile进行批量传输。

3．3 应用程序设计

应用程序流程如图8所示。用户应用程序是数据采集系统的核心，其主要功能为：开启或关闭USB设备、检测USB设备、设置USB数据传输管道、设置A／D状态和数据采集端口、实时从USB接口采集数据、显示并分析数据。

4 结 论

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