發布日期：2022-10-09 點擊率：61
數據采集（DAQ），是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中自動采非電量或者電量信號，送到上位機中進行分析，處理。數據采集系統是結合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。數據采集技術廣泛引用在各個領域。比如攝像頭，麥克風，都是數據采集工具。過去在嵌入式系統中應用USB設備需要性能相對較強的硬件，要帶有USBHost控制器接口、RTOS 以及USB軟件驅動，結果因USBHost功能實施成本的原因設計工程師一直都不太愿意在小型8位或16位MCU系統上增加USB設備。但隨著最新一代智能USBHost控制器IC的推出，與MCU配合使用不僅可為PC應用使用USB數據采集設備，而且還可將數據存儲在低成本高容量的閃存盤上。
數據記錄應用
第一個應用實例顯示了一個MCU控制器和一個帶有兩個端口的FTDIVNC1LUSBHost控制器：一個用于數據傳感器件讀取信息，另一個用于閃存盤以存儲信息。MCU和USBHost控制器之間通過UART（或者SPI）命令監控接口進行通信，可使應用通過簡單的命令集控制USB設備。
這里選擇的MCU是MicrochipPICDEM4演示板上的PIC18F1320,雖然它應該直接連到PIC系列其他成員以及其他MCU系列。 MCU和VNC1L之間采用4線連接（再加上電源和地），連到PIC的EUSART（Tx和Rx）和兩個I/O端口，以進行RTS/CTS數據流控制。另外，4線SPI端口還可以通過直接位拆裂I/O端口實現。下面提供了兩種方法的C語言源代碼。
MCU（Micro Control Unit）中文名稱為微控制單元，又稱單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）或者單片機，是指隨著大規模集成電路的出現及其發展，將計算機的CPU、RAM、ROM、定時計數器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場合做不同組合控制。微控制器在經過這幾年不斷地研究，發展，歷經4位，8位，到現在的16位及32位，甚至64位。產品的成熟度，以及投入廠商之多，應用范圍之廣，真可謂之空前。
該應用要求從一個DLPDesign的DLP-TILT2軸傾角傳感器讀取數據，然后以CSV格式將接收到的數據存在USB閃存盤上。當DLP-TILT 模塊從USB總線接收到一個包含字母"z"的OUT數據包后，就會對傳感器電流讀數進行采樣，傾角傳感器讀數被一個IN數據包讀取。通過VNC1L監控器，OUT數據包可以和DSD（設備發送數據）命令一起發送，后面跟著數據字節數和發送的數據。IN數據包和DRD（設備讀取數據）命令一起被接收，VNC1L將返回字節數和從設備讀出的所有數據。
由于USB需要將數據傳遞到數據包中，所以通常USB設備會有幾個毫秒的延遲，盡管這可以通過對傳感器數據提供更大的緩沖加以解決。當然，有些設計可能不需要USB傳感器件而只是將數據存儲到閃存盤上，在數據采集應用中通常都是這種情況，此時MCU采樣模擬數據或者記錄外部源傳來的數據。由于無需探查 USB設備，因此這樣可以得到更高的采集數據率。
數據采集應用
此例中我們還是使用MicrochipPICDEM4演示板上的PIC18F1320作為MCU.加速計模塊是意法半導體的STEVAL- MKI010V1,它連到PIC的模擬輸入端。PIC定期對該輸入進行采樣，結果送入FIFO緩沖器中，在軟件中執行，然后由VNC1L寫入存儲設備。
VNC1L監控器提供命令對USB閃存盤文件進行讀寫，它還有命令管理文件系統，可對文件及文件目錄進行建立、重命名以及刪除操作。
有了與USB設備進行通信的命令后，文件系統命令使用非常簡單。將數據寫入文件的順序是：使用OPW（打開準備寫入）命令，后面緊跟文件名，然后是WRF（寫入文件），后面是寫入字節數，然后是CLF（關閉文件），后面還是跟著文件名。
USB閃存盤的標準扇區大小是512字節，因此要達到最好效果就是在寫入USB閃存盤之前提供512字節數據的緩存。USB閃存盤通常使用的文件系統是 FAT12、FAT16或者FAT32,在這些系統中簇按需分配，這樣當簇沒有按順序排列時可能造成一些小的延遲，然而這通常只是在那些內容快滿的盤上比較常見。
USB是一個外部總線標準，用于規范電腦與外部設備的連接和通訊。USB接口支持設備的即插即用和熱插拔功能。USB接口可用于連接多達127種外設，如鼠標、調制解調器和鍵盤等。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯合提出的，自1996年推出后，已成功替代串口和并口，并成為當今個人電腦和大量智能設備的必配的接口之一。
使用Vinculum
幾乎所有扇區容量為512字節和采用FAT文件系統的USB閃存盤都可以作為VNC1L的存儲設備。VNC1L的固件可以在現場進行升級，通過USB閃存盤上特別的升級文件或者通過其UART接口進行ROM升級。基于VNC1L設計的其它優點是當USB閃存盤沒有使用時它可以使其暫停以省電，而在執行文件操作期間自動喚醒，VNC1L本身也可進入低功耗睡眠模式并由微控制器應用喚醒。將USB設備協議及文件管理系統放到一個單獨的IC上可為嵌入式數據記錄或數據采集系統設計帶來很多好處，它可使低功耗8位和16位。
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 一種新型彩色表面傳感
