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Jinhua China)摘要:本文提出了一種基于SB的便攜式數據采集控制系統,對控制系統的硬件結構、U SB 控制器與單片機硬件 連接、U SB數據傳輸系統的軟件設計等方面進行了詳細介紹。并應用于試驗機測量鋼絞線的力學性能,測試結果表明該系統數據傳輸快,實時性強,可靠性好,測試精度高。熱鍍鋅加工廠。 Abstract :Thisessayintroducesin detailthehardwareconstructionoftheportabledatacollectorcontrolsystem basedonSB,theconnection ofthe SBcontrollerto thechip processor,andsoftwaredesign SBcom unicator.Thiscon2 trolsystem hasbeen appliedtestthemechanicsfunctionoftheexperimentalmachine. nditprovesthatthesystem data hasmany advantages asfastspeed,immediate reaction,goodreliability highaccuracy. 關鍵詞:便攜式;數據采集器;應用;試驗機 Key words:portable;data collector;application;experimentalmachine doi:10.3969/j.issn.X.2010.02.037 中圖分類號:TP274 文獻標識碼:A引言在工業生產中,計算機測控系統常用串行口、并行口或 ISA 、PCI等總線形式的測控控制板卡或模塊。在某些情況下,如野外現場工作、隨機測試等移動性較強的場合,它們 的應用受到一定的限制。相比看鋼絞線。U SB 是目前世界上最流行的新 一代串口通信標準。由于SB具有傳輸率高、擴展方便、 即插即用等特點,U SB 在數據采集系統的應用研究越來越 普遍 。本文介紹一種以ADuC845單片機為核心,通過 EZ2U SB FX 芯片實現 SB接口的移動數據采集系統。該數據采集器系統集成度高,可靠性好,采集速率滿足絕大多 數工業控制數據采集應用的需求。鍍鋅絲。 SB數據采集控制器內部有高穩定性放大系統、D/A轉換和 SB接口,其硬件電路如圖1所示。主要包括模擬 信號的放大、濾波等預處理電路、信號調理電路、實時時鐘 電路,微控制器ADuC845 以及 EZ2U SB 芯片的接口電路。鋼絞線。 該系統重量輕(200克)、體積小(12.582.5 厘米),如圖2所示。便于攜帶,功耗小于1.2W (4節5號電池可工作4 小時以上),開發成本低。 圖1硬件電路組成框圖其主要功能有:(1)接收上位機經 SB下載的配置信 息,完成系統的初始化操作;(2)完成A/D 采樣、并負責收稿日期;修訂日期作者簡介:周梅芳(1969),女,浙江永康人,副教授,研究方向為機電一體化。 通訊地址 浙江省金華市婺州街1188號金華職業技術學院機電工程學院;Tel:(0579);E2mail:z2mf123 Address:Schoolof echanicalandElectrical Engineering,Jinhua CollegeuzhouSt,Jinhua, Zhejiang,P.R.China單片機ADuC845ADuC845是高度集成的片上系統,與以往發布的微轉 換器相比,具有精度高、速度快、存儲容量大、功耗低等特點,是目前性價比較高的微轉換器。鋼絞線。它嵌入一款與8051 容的單指令周期8位微處理器,片內集成了2路24位A/D輸入,2路16位 PW輸出。A/D輸入 精度24bits,輸入信號量程為20m V～2.5V ,采樣頻率 可在5Hz～200Hz范圍內調節,有效分度高達30 萬以上。 輸出分辨率12 bits,輸出最大速率 500Kbps,可以滿 足高精度多通道數據采集要求,如鋼絞線力學性能參數測定,醫療器械中用于心跳測定等。片內還集成有 62KB 程序閃存、4KB的數據閃存,還有看門狗定時器、電源監視 器及32個可編程的線、與I2C兼容的串口、SPI串口和 標準的 RT串形接口。其實免費。可實現在線下載、調試、編程的功能,無需另配編程器和仿真器就可以低成本、高質量、迅 速地開發ADuC845的應用系統,并可隨時更改軟件進行升信號調理電路通常傳感器信號不能直接轉換為數字數據,這是因為 傳感器輸出是相當小的電壓、電流或電阻變化,因此在變換為數據之前必須進行調理。信號調理是把傳感器的模擬信 號變換為用于數據采集、控制過程、執行計算顯示、讀出的數字信號,并把數字信號送到微控制器或其他數字器件,以 便用于系統的數據處理。本系統共設計兩路信號調理電 路,每路可選擇1～9個通道配置傳感器,可單獨使用,也 能直接與電腦相連,進行雙向數據通訊。兩路采用 AD8821和OP07兩塊集成塊,電路結構如圖3所示。對于應用。 圖3信號調理電路 SB接口的芯片為 SB1.1集成 微控制器,如圖4所示。它主要包括SB1.1收發器、串行 接口引擎(SIE)、增強型8051 微處理器、I/O 口、數據總線、地址總線和通用可編程接口。能自動完成數據收發控制、 位填充、數據編碼、CRC 校驗、PID 包解碼等 SB協議處理,其實測數據傳送速率為 12M bps,是其它標準器串口的 10倍 SB接口芯片 ADuC845的連接采用 SPI本身沒有硬件SPI,本系統用四個 口軟件模擬,A N2131Q 為主SPI設備,ADuc845SPI設備,連接方式如圖5所示。SPI總線接法有效地解決了硬件兼 容性問題,而且可靠性高,傳送速度比采用 I2C 快,系統的實時性進一步增強。鋼絞線。 系統軟件設計系統軟件設計包括 SB控制器軟件設計和上位機 SB接口應用程序。SB控制器軟件設計可以分為兩個主要部分: SB固件程序和具有 SB接口的主機端驅動程(2)單片機ADuC845數據采集程序。3.1.1 SB固件程序設計 EZ2U SB 的固件程序是固化在 中的,主要負責 EZ2USB 的枚舉,完成 SB芯片(包括單片機和所有 SB驅動程序的請求,控 SB芯片接收應用程序的控制指令等。U SB 設備的初始化過程如下: SB設備接入 SB口,發出連接 SB命令; (2)主機發出讀設備描述符兩次: (3)主機根據設備描述符 PID/VID/D ID ,啟動相應的 設備驅動程序; (4)設備驅動程序初始化 SB設備:讀設備描述符,讀配置描述符,選擇接口、端點,確定傳輸方式。》便攜式數據采集控制系統的實現及應用。 Cypress公司為 FX2 芯片提供了用 Keil C51 開發的 EZ2U SB固件庫和固件框架,開發者僅需提供U SB 設備描 述符表(dser.a51)和外設的功能程序代碼(periph.c),并重 新編譯,主要是根據自定義設備修改periph.c。3.1.2 SB驅動程序設計 SB驅動程序是 DM型的,包括固件下載設備驅動程序和通用設備驅動程序。學習熱鍍鋅生產線。固件下載設備驅動程序完成特 定的固件下載及重枚舉,以便在接上 SB外設時,主機能 通過SB總線自動將固件程序下載到外設芯片 中。EZ2USB 軟件開發包提供一個固件裝載設 備驅動程序模板EZ2LoaderDriver,開發者根據該模板進 行改寫即可。但是,在 indows環境下,不允許用戶在應用程序中直接訪問硬件設備,因此還必須為應用程序提供 一個訪問 EZ2U SB 外設的接口,以完成用戶的應用程序與 EZ2U SB外設之間的通信,這一接口即為通用設備驅動程 序(GPD )。聽說控制系統。開發用戶自己的 EZ2U SB GPD 要使用 i2crosoftW DMDD 6.0開發工具,工作量大,而且調試復雜。Cypress公司提供了一個開放的通 用驅動程序ezusb.sys,該程序可不加修改,經XP DD 譯后直接使用。使用時,根據E2 PRO 提供的PID/V ID 修改相應的.inf文件。 3.1.3單片機ADuC845數據采集程序 單片機ADuC845作為數據采集系統核心,整個數據采集系統的軟件都以它作為核心來編程。對于熱鍍鋅鋼絲網。主程序開始初始化 各種參數以后,主程序進入不斷的循環狀態,查詢 ADuC845的A/D 端口,EZ2U SB FX SPI中斷,將各路ADuC845采集的數據通過 SPI送入 SB端口,同時查詢 是否有新的數據送入ADuC845。如果有數據進入,就解析 數據,產生各種控制命令。如果沒有數據進入,返回程序入 口繼續循環。想知道【免費】。 系統的主函數實現如下:void main(void) CFG845=0x01;//擴展ADuC845 的擴展2K RA ADCOCON1=0x27;//設置24位AD0 ADCOCO N2= 0x4A 0x6C;//設置24位AD1 SPICON0x24;//SPI從設備有效。IEIP2= 0x11; EA 1;//等待AD及SPI中斷hile(usbflag);//等待usb命令 data[0]=0x01);// 解釋命令 hile(ADflag);//等待AD采集 usb data[0]=ADdata(0);//把AD 值送到usb 上位機USB接口應用程序 EZ2U SBGPD為應用程序提供了一個訪問 EZ2U SB 外設的接口,通過這個接口,應用程序可以進行常用的 SB設備請求與數據傳輸,即從ADuC845 中讀取高速數 據采集處理后的數據、分析存儲和顯示處理結果以及向 ADuC845發送控制命令 in32子系統進行in32調用來實現對 EZ2 SBGPD 訪問,進行 Buider開發,其流程如圖6所示。 SB應用程序流程圖 首先數據總線查找EZ2U SB 設備,當檢測到有備接入時,程序調用讀寫例程函數,并定時喚醒線程函數。對比一下采集。應用程序調用讀寫函數收到數據后,通過協議分析得出被測變量數據,并進行實時處理。連續5次分析數據有誤,系 統自動退出。 應用該數據采集控制器可用于各類材料試驗機及醫療器械 中的測控系統[6,7] 。其實熱鍍鋅加工。圖7是應用本 SB數據采集器進行鋼 絞線拉伸力學性能的測控系統。我不知道鋼絞線。拉伸試驗機由液壓伺服系 統驅動,上位機通過SB數據采集器控制拉伸試驗機的液 壓伺服系統,同時采集力、位移、變形等傳感器數據,通過SB進行數據分析和處理后發送到上位機。上位機實時 顯示拉伸過程中的力、位移和變形,自動繪制各種曲線,自 動求解力學性能參數。圖7試驗機測控系統 圖8是應用本系統為某鋼纜生產公司測試的鋼絞線力 學實驗記錄,該試驗準確測定并自動顯示 E、Rm性能參數。看著鍍鋅鋼絲。測試5根同種鋼絞線,試驗結果基本一致,說明該系統 圖8鋼絞線力學實驗記錄穩定性好,測試精度高,力測量精度:2% ～100%,FS 范圍 內精度為 1% ;變形測量精度:2% ～100% ,FS 范圍內精 度為0.5% ,位移精度為0.5%,完全滿足鋼絞線測量的 國家標準 結束語本文設計了基于 SB的多功能、便攜式數據采集控制 系統,采用了雙CPU結構。與傳統的采樣控制系統相比, 集成度高、可靠性好、采樣周期短,實測數據傳送速率是其它標準器串口的10倍,具有很強的數據編輯能力和完善的 數據管理能力;便于攜帶,使用方便,功耗低,可廣泛應用于各種試驗機設備、自動力學測試設備、醫療器械等中各類項 目的測試,具有廣泛的應用前景。鋼絞線。 參考文獻:SB2.0原理與工程開發[M].北京:北京國 防工業出版社,2004. ADuC845單片機原理、開發方法及應 用實例[M].北京:電子工業出版社,2006. SB2100 系列單片機原理、編程及應用[M SB設備固件程序設計[J].信息工程大學學報,2004,5(2). [5]劉江峰,許昌粟.基于U SB 接口技術的制動氣室自動試驗臺設計[J].機電工程,2006,23(7). SB總線的電子萬能材料試驗機測控系統方案設計[J].天水師范學院學報,2005 ,25(2). SB接口的多通道數據采集卡的設計及其在醫療儀器上的應用[J].機電工程,2004 21(6):429.[8]GB/T5224—2003預應力混凝土用鋼絞線[S]. (上接第62頁) 結束語Internet域間路由安全已是一個刻不容緩的問題,我們開發的互聯網域間路由監測系統可以從Internet、國家網 絡、特定 ISP 和特定路由4 個層次對域間路由的安全進行全方位監測。我們采用多點采集數據、集中進行數據處理 的檢測方法,具有較強的安全監測能力,能在一定程度上發現并防范網絡攻擊、改進域間路由配置。》便攜式數據采集控制系統的實現及應用。但是,由于該系統 需要部署到多個被監測節點,因而其安全能力可能會受到商業、社會關系的限制。為此,我們還需要對監測系統進行 改進,以實現只需要盡可能少的被監測節點隱私的情況下對盡可能大范圍內的路由進行監測,這也是今后要研究的 重點。 參考文獻: [1]Bono 7007ExplanationApology[EB/OL].[ 06212].http://www .merit.edu/mail.archives/nanog/ 04/m sg00444.html. [2]Pakistan Hijacks YouTube[EB/OL].[].http:// www blog/2008/02/pakistan_hijacks_youtube _1.shtml. GPViewProject[EB/OL].[].http://bgpview .[4]Route viewProject[EB/OL].[].http://www . [5]CIDRReport[EB/OL].[].. 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