C8051F320 USB接口的高效数据采集与存储设计

本文主要探讨了一种基于C8051F320 USB接口的数据采集存储电路的设计方案，由北京工业大学电子信息与控制工程学院的王铁流、吴丹丹和李成共同完成。C8051F320是一款高性能的单片机，具有8051内核，运行速度是普通8051的12倍，拥有528字节随机RAM和2048字节XRAM，为数据处理和程序运行提供了丰富的内存资源。其串行扩展功能和内置的USB接口是设计中的关键特性。 C8051F320的USB接口支持高速SPI硬件接口，可以无缝连接到串行FLASH RAM，显著简化了电路板设计。此外，其内置的USB功能使得数据的存储和回放变得高效便捷，兼容USB2.0标准，支持全速或低速模式，还配备了1KB USB缓存和集成收发器，无需额外外部电阻。 在硬件设计上，电路采用C8051F320作为控制核心，与ATMEL公司的AT45DB321C存储芯片组成，形成了一个32MB的Dataflash存储系统。传感器的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，再通过SPI接口传输到45DB321C中进行存储。这种设计适用于对实时性和数据容量有高要求的应用场景，如大型光伏系统运行状态监测。 电路板采用表面贴片工艺制作，尺寸紧凑，宽度仅为18毫米，便于携带和使用，类似于U盘，提高了用户的便携性和易用性。本文提供了一个高效、灵活且易于集成的解决方案，对于需要长期实时数据采集和存储的工业环境非常实用。