单片机USB接口数据采集存储电路设计

"该文介绍了如何设计一个基于单片机USB接口的数据采集存储电路，特别适用于需要实时采集和存储传感器信号的工业环境。文中详细阐述了选用CYGNAL公司的C8051F320 SOC单片机的原因，以及其高速SPI接口与Atmel公司的AT45DB321C串行FLASH存储器的配合，使得数据存储和回放更加高效。此外，电路设计紧凑，便于现场使用和后期数据分析。" 基于单片机USB接口的数据采集存储电路设计主要围绕以下几个关键知识点展开： 1. **高性能单片机C8051F320**: 这款由CYGNAL公司生产的单片机拥有8051内核，运行速度比标准8051快12倍，内置528字节RAM和2048字节XRAM，提供足够的存储空间。其串行扩展功能简化了与外部设备的接口，高速SPI接口与串行FLASH的连接进一步优化了电路设计。 2. **串行FLASH存储器AT45DB321C**: Atmel公司的这款存储芯片被用于数据存储，8个这样的芯片组成32MB的DATAflash存储器，通过SPI接口与C8051F320通信，能连续接收并存储来自传感器的数字信号。 3. **USB接口**: C8051F320集成USB2.0接口，支持全速和低速运行，内置1KB USB缓存和集成收发器，无需额外的外部元件，实现了与PC机的即插即用功能，简化了数据回放至PC的过程。 4. **数据采集流程**: 模拟信号首先经过可变增益放大器放大，然后通过ADC转换为数字信号。这些数字信号被连续传输到45DB321C存储器中，形成实时数据流。 5. **系统硬件接口**: C8051F320与45DB321C之间的通信采用SPI单主多从模式，其中引脚NS等是关键的SPI接口信号，确保了数据传输的正确性。 6. **应用场合**: 该电路设计特别适用于大型光伏系统运行状态监测，其小巧的尺寸（18毫米宽）使得它易于安装和移动，便于现场数据采集和实验室数据分析。 7. **数据分析处理**: 采集的数据显示和分析通常在PC机上进行，通过USB接口将数据回放到PC，利用如LabVIEW等平台进行波形显示和深度数据分析。 该设计提供了一个高效、可靠且适应恶劣环境的数据采集和存储解决方案，其核心在于高性能的单片机和串行存储器的集成，以及便捷的USB接口，使得数据采集、存储和分析过程更为顺畅。