基于EZ-USB FX2的高速USB数据采集系统设计

高速USB数据采集系统的设计 本文主要介绍了基于EZ-USB FX2系列CY7C68013芯片的高速数据采集系统的设计，该系统具有限幅保护功能，固件和驱动程序的编写简便，能够完成对数据的高速采集和传送。 **知识点1：高速数据采集的需求** 在图像处理、瞬态信号测量等一些高速、高精度的应用中，需要进行高速数据采集。数据采集系统的设计需要满足高速率、低延迟、高精度等要求。 **知识点2：USB 2.0接口的应用** USB 2.0接口以其高速率等优点渐有取代传统ISA及PCI数据总线的趋势，热插拔特性也使其成为各种PC外设的首选接口。EZ-USB FX2是Cypress公司推出的集成USB 2.0的微处理器，它集成了USB 2.0收发器、SIE、增强的8051微控制器和可编程的外围接口。 **知识点3：基于EZ-USB FX2系列CY7C68013芯片的高速数据采集系统设计** 该系统的设计主要包括硬件电路和软件驱动程序两部分。硬件电路部分包括AD1674模数转换芯片、CPLD、FIFO和CY7C68013微处理器等。软件驱动程序部分基于WDM，使用分层处理的方法，提供了与外部设备的通信接口和通信的数据格式。 **知识点4：数据采集系统的框图和硬件电路设计** 数据采集系统的框图如图1所示，硬件电路如图2所示。其中，AD1674是12位模数转换芯片，采用逐次比较方式工作。CPLD主要用于控制ADC以及FIFO的时序、控制ADC的启动与停止和查询ADC的状态等。FIFO主要起着高速数据缓冲的作用。 **知识点5：CY7C68013微处理器的控制和数据传输** CY7C68013微处理器控制AD1674进行间隔采样，然后把结果传送到FIFO中，当采集到一定量的数据后，CY7C68013将数据打包通过USB总线传到PC，由高级应用程序进行数据处理。 **知识点6：驱动程序和固件设计** 驱动程序和固件设计基于WDM，使用分层处理的方法，提供了与外部设备的通信接口和通信的数据格式。Cypress公司提供了完整的CY7C68013驱动程序源码、控制面板程序及固件的框架，这大大加快了用户开发的进度。 **知识点7：数据采集前端的调理电路设计** 数据采集前端的调理电路如图3所示，本设计采用了限幅、降压、滤波和增加输入阻抗的措施来保护后端的转换芯片。