基于单片机和USB总线的数据采集系统-外文翻译.pdf

密 级
分类号
线（USB），单片机。
关键词：数据采集系统（DAS），温度，湿度，在线监测。
1. 简介
随着计算机技术的发展，要求个人电脑和笔记本电脑的可用性和性能要可靠并且普及，价
格也是大幅下降。因此，低成本的设计和开发用于各种领域的基于 PC 微控制器的使用一直是一
个具有挑战性的任务。各种领域的低成本实时 DAS [1-5]的设计与开发一直在研究着。如温度，
压力，湿度，光的强度等物理参数，通常是缓慢变化的信号。他们可以被相应的传感器感觉到
或者传感器可以给出它们在电气参数上的变化。在实验室或工业环境，对工作人员来说或者监
控这些物理参数来说，它是非常必要的。人工观测和连续长时间的参数记录几乎是不可能的，
这样是不能满足当前要求的精度和时间。这个问题的有效解决方案是开发数据记录器或 DAS
[ 7 ] 。目前的工作是探索低成本的多通道 USB DAS，它是基于使用 PIC18F4550单片机对如温
度，湿度等物理参数进行连续监测和存储，的设计与开发。大多数研究者在为具体的应用卡开
发定制现成的数据采集（DAQ）的应用程序。我们设计的独特的DAS 是，以较低的成本运用市
场上常用的组件和应用程序进行开发；并且固件和应用程序是可以开发和用户友好的。
2 材料与方法
实验装置的框图如图1所示。所设计的温度和集成湿度传感器系统如图2所示。所设计的数
据采集系统的电路图如图3所示。硬件，固件和软件对温度和湿度的实时监测系统的描述如下：

数据采集系统（DAS）已经采用 PIC18F4550 [ 8 ]，这是一个40 / 44针，高性能，增强闪光，
有纳瓦技术的 USB 微控制器。图1显示了系统框图的设计。它采用8（八）的模拟量输入通道（Au0
通过 an07）具有10位分辨率 ADC，其中整个操作是由固件控制。B 型 USB 接口用于与 USB
端口的 PC。该电路的 PCB 布局设计采用 DIPT 通道和 DAS 是虚拟的。Figure 1. Block diagram of the Data Acquisition System
Sensors集成电路（IC）采用温度传感器 LM35 和集成湿度传感器采用 4000 系列。LM35 预先在摄
氏度下校准。实验观察的LM35 温度特性曲线（图 4）是用来校准的。同时，数据表中的湿度传
感器的特性曲线图所示（图