USB接口的传感器与存储器在数据记录中的实现
数据采集(DAQ),是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集技术广泛引用在各个领域。比如摄像头,麦克风,都是数据采集工具。过去在嵌入式系统中应用USB设备需要性能相对较强的硬件,要带有USBHost控制器接口、RTOS 以及USB软件驱动,结果因USBHost功能实施成本的原因设计工程师一直都不太愿意在小型8位或16位MCU系统上增加USB设备。但随着最新一代智能USBHost控制器IC的推出,与MCU配合使用不仅可为PC应用使用USB数据采集设备,而且还可将数据存储在低成本高容量的闪存盘上。
数据记录应用
第一个应用实例显示了一个MCU控制器和一个带有两个端口的FTDIVNC1LUSBHost控制器:一个用于数据传感器件读取信息,另一个用于闪存盘以存储信息。MCU和USBHost控制器之间通过UART(或者SPI)命令监控接口进行通信,可使应用通过简单的命令集控制USB设备。
这里选择的MCU是MicrochipPICDEM4演示板上的PIC18F1320,虽然它应该直接连到PIC系列其他成员以及其他MCU系列。 MCU和VNC1L之间采用4线连接(再加上电源和地),连到PIC的EUSART(Tx和Rx)和两个I/O端口,以进行RTS/CTS数据流控制。另外,4线SPI端口还可以通过直接位拆裂I/O端口实现。下面提供了两种方法的C语言源代码。
MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元,又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。微控制器在经过这几年不断地研究,发展,历经4位,8位,到现在的16位及32位,甚至64位。产品的成熟度,以及投入厂商之多,应用范围之广,真可谓之空前。
该应用要求从一个DLPDesign的DLP-TILT2轴倾角传感器读取数据,然后以CSV格式将接收到的数据存在USB闪存盘上。当DLP-TILT 模块从USB总线接收到一个包含字母"z"的OUT数据包后,就会对传感器电流读数进行采样,倾角传感器读数被一个IN数据包读取。通过VNC1L监控器,OUT数据包可以和DSD(设备发送数据)命令一起发送,后面跟着数据字节数和发送的数据。IN数据包和DRD(设备读取数据)命令一起被接收,VNC1L将返回字节数和从设备读出的所有数据。
由于USB需要将数据传递到数据包中,所以通常USB设备会有几个毫秒的延迟,尽管这可以通过对传感器数据提供更大的缓冲加以解决。当然,有些设计可能不需要USB 传感器件而只是将数据存储到闪存盘上,在数据采集应用中通常都是这种情况,此时MCU采样模拟数据或者记录外部源传来的数据。由于无需探查 USB设备,因此这样可以得到更高的采集数据率。
数据采集应用
此例中我们还是使用MicrochipPICDEM4演示板上的PIC18F1320作为MCU.加速计模块是意法半导体的STEVAL- MKI010V1,它连到PIC的模拟输入端。PIC定期对该输入进行采样,结果送入FIFO缓冲器中,在软件中执行,然后由VNC1L写入存储设备。
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