基于USB2.0和LabWindows/CVI的数据采集系统设计

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于USB2.0和LabWindows/CVI的数据采集器的开发，作者是方晓毅，研究领域为电气工程，指导教师为赵德安和吴志祥。该论文详细介绍了如何利用高速USB接口和虚拟仪器技术设计一个集数据采集、分析、显示功能于一体的数据采集系统。" 在现代电子测量技术中，数据采集系统的功能和重要性日益凸显，这得益于电子技术和计算机技术的快速发展。通过结合计算机的计算能力与硬件资源，传统硬件模块的功能越来越多地被软件替代，从而实现更高效、更灵活的数据处理。 该研究选用高速通用串行总线(USB)作为数据传输的主要途径，USB2.0具有高速传输、热插拔、即插即用以及低系统资源占用的优势。论文中提到，采用Cypress公司的EZ-USB FX2接口芯片，它支持USB2.0协议，并且提供了丰富的参考设计资料，简化了USB设备的开发过程。 LabWindows/CVI是一个成熟的虚拟仪器软件开发环境，拥有大量的库函数，能快速构建出功能完备的数据采集系统应用程序。在设计的系统中，LabWindows/CVI用于开发主机应用程序，负责数据的处理、分析和显示。 硬件设计部分，系统采用高速模数转换器(ADC)和模拟开关构建前端信号采集通道，可编程逻辑器件(CPLD)用于控制ADC采集，并将数据存储到FIFO芯片中。当USB芯片接收到上位机的控制命令后，会通过通用接口(GPIF)与CPLD通信，控制数据采集并传输数据至上位机。 固件设计涉及基于FX2固件框架的USB高速采集固件程序，以及用Verilog HDL编写的CPLD逻辑控制程序。在驱动程序开发阶段，论文作者修改了Cypress公司提供的通用设备驱动(GPD)，并利用WinXPDDK和Visual C++创建了FX2芯片的特定下载驱动程序。 主机应用程序部分，首先利用GPD和Visual C++编写了Win32动态链接库DLL，实现了与数据采集器的交互。整个系统设计考虑了实时性、稳定性和易用性，为USB数据采集提供了一个实用的解决方案。