STM32F103x的USB多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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(2)USB模塊的配置與通信
意法半導(dǎo)體公司還提供了針對STM32F系列的USB開發(fā)工具包。該工具包是一個(gè)完整的固件和軟件包，包括所有USB傳輸方式的范例，大大減少了開發(fā)人員的工作量。利用USB工具包主要完成對IJSB模塊的配置及與USB主機(jī)(即上位機(jī))之間的通信。
USB規(guī)范定義了4種數(shù)據(jù)傳輸類型：控制傳輸、塊傳輸、中斷傳輸和同步傳輸。塊傳輸適用于傳輸大量的且對傳輸時(shí)間和傳輸速率均無要求的數(shù)據(jù)；中斷傳輸適用于傳輸少量或中量的且對傳輸時(shí)間有要求的數(shù)據(jù)；同步傳輸適用于傳輸大量的，速率恒定的且對傳輸時(shí)間有要求的數(shù)據(jù)；控制傳輸適用于傳輸少量的且對傳輸時(shí)間和傳輸速率均無要求，但必須保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br /> 在本設(shè)計(jì)中，端點(diǎn)0為控制傳輸端點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備上電后的配置過程；端點(diǎn)1為OUT中斷傳輸端點(diǎn)，用以接收上位機(jī)發(fā)送的命令，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對數(shù)據(jù)采集過程的控制；端點(diǎn)2為IN塊傳輸端點(diǎn)，將數(shù)據(jù)采集結(jié)果實(shí)時(shí)地傳送到上位機(jī)，供上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。利用意法半導(dǎo)體公司提供的USB開發(fā)工具包并參照范例，修改一些描述符(設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符和端點(diǎn)描述符等)和設(shè)備復(fù)位函數(shù)，添加相應(yīng)的端點(diǎn)傳輸中斷服務(wù)程序等，即可方便地實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的 USB設(shè)備開發(fā)。端點(diǎn)2的配置代碼如下：本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/202648.htm
在設(shè)置端點(diǎn)2發(fā)送有效之后，USB模塊可自動完成端點(diǎn)2緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)送。
3．2 上位機(jī)應(yīng)用程序
本設(shè)計(jì)采用一種使用NI-VISA和LabVIEW進(jìn)行USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上位機(jī)程序開發(fā)的快速簡單而且有效的方法，從而避開傳統(tǒng)的Windows編程技術(shù)。通過在LabVIEW下調(diào)用NI-VISA子控件程序，可以方便地實(shí)現(xiàn)與USB設(shè)備的通信和應(yīng)用程序界面的開發(fā)。
VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是一個(gè)用來與各種儀器總線進(jìn)行通信的高級應(yīng)用編程接口(API)，不受平臺、總線和環(huán)境的限制。在利用NI-VISA完成對 USB設(shè)備的驅(qū)動后，即可在LabVIEW開發(fā)環(huán)境中直接使用VISA面板對USB設(shè)備進(jìn)行控制和通信。LabVIEW是當(dāng)今國際上唯一的編譯型圖形化編程語言，能方便、快捷地進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)。本系統(tǒng)利用Lab-VIEW設(shè)計(jì)的USB多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用戶界面如圖4所示。
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對16路外部信號的實(shí)時(shí)采集。圖4中在實(shí)時(shí)波形顯示區(qū)域，可以實(shí)時(shí)地顯示4個(gè)通道的波形曲線。這4個(gè)通道通過選擇可以是16個(gè)通道中的任意一個(gè)通道。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示區(qū)域，能觀測到每一路數(shù)據(jù)采集的結(jié)果；在左側(cè)的控制及狀態(tài)顯示區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備選擇、采集過程的控制以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作狀態(tài)顯示。
結(jié) 語
本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于STM32F103x的USB多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以STM32F103x微控制器為主控芯片實(shí)現(xiàn)了外部信號的調(diào)理、采集、預(yù)處理和USB 數(shù)據(jù)傳輸，以及上位機(jī)應(yīng)用程序的開發(fā)。主控芯片STM32F103x內(nèi)部集成了豐富的功能模塊，使系統(tǒng)無需外擴(kuò)大量芯片而能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，降低了開發(fā)的復(fù)雜度和成本，達(dá)到了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。
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