微弱信号采集系统的USB实现
数据采集系统与微机的接口参考PPT
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4D型触发器74LS175用作通道译码控制器：
（1）RD=1,CP=0时，输出处于保持状态，MUX与微机总线隔离。 （2）RD=1,CP由0 —>1，Q=D，数据总线的通道选择码被加至多 路开关八选一译码器输入端。
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2．微机与DAC的接口
实现D/A转换器和微型计算机接口技术的关键是数据锁存 问题。有些D/A转换器芯片本身带有锁存器，但也有些 D/A从转换器芯片本身不带锁存器。此时一些并口芯片如 8212，74LS273及可编程的并行I/O接口芯片8255A均可 作为D/A转换的锁存器。
A/D和D/A与微机的接口有串行接口和并行接口之分。本 章主要介绍并行D/A和A/D转换的并行接口。目前大多数 A/D转换器（高速）都内含采样保持器，所以，此处不考 虑采样保持器。
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数据采集系统对微机接口的要求：
（1）具有能与系统总线相连接的数据缓冲器和多根数据线。 由于接口电路是挂在系统总线上的，只有接口电路为三态输出 时才不会对数据产生影响。传输数据在接口电路被激活之前先 保存在数据缓冲器内。 （2）应有地址译码和片选功能，以便微机能通过寻址对其进 行访问。 （3）应有地址或数据锁存功能。因为外部设备送到接口电路 的信息，微机不一定有空读取，此时接口应把信息暂时锁存， 以待微机空闲时读取。 （4）具有中断请求和处理的功能，以便微机能通过中断来读 取或输出信息。
从X、Y同步输出不同电压的程序：
MOV DPTR，#addr1 ；1#输入寄存器地址
USB工作原理
USB工作原理USB（Universal Serial Bus）是一种常见的计算机外部设备连接接口，它被广泛应用于各种设备中，如电脑、手机、打印机等。
本文将详细介绍USB的工作原理。
一、USB的引言概述USB是一种用于连接计算机和外部设备的通用接口标准，它的浮现极大地方便了用户的使用。
USB的工作原理涉及信号传输、电源供应和设备识别等方面。
二、USB的工作原理2.1 信号传输USB的信号传输采用差分信号传输方式，即同时传输正负两个信号，这样可以有效地降低传输过程中的干扰。
USB接口上有4根线，其中两根用于数据传输，一根用于电源供应，另一根用于地线连接。
2.2 电源供应USB接口可以为外部设备提供电源供应，这使得许多设备再也不需要额外的电源适配器。
USB接口上的VCC线提供5V的电压，外部设备可以通过这个电压进行工作。
2.3 设备识别当一个设备被插入USB接口时，计算机会发送一个设备识别请求，设备会回应一个包含设备信息的数据包。
通过这种方式，计算机可以自动识别设备的类型和功能，并为其安装相应的驱动程序。
三、USB的特点3.1 热插拔USB接口支持热插拔功能，这意味着用户可以在计算机运行的情况下插入或者拔出USB设备，而不会对计算机的正常运行造成影响。
这为用户的使用带来了极大的方便。
3.2 多设备连接USB接口支持多设备连接，用户可以通过USB集线器将多个设备连接到计算机上。
这样，用户可以同时使用多个设备，提高工作效率。
3.3 数据传输速度快USB接口的数据传输速度相对较快，根据不同的USB标准，传输速度可以达到几十兆字节每秒甚至更高。
这使得用户可以快速地传输大容量的数据。
四、USB的应用领域4.1 计算机外设USB接口广泛应用于计算机外设，如键盘、鼠标、打印机等。
用户只需将这些设备插入计算机的USB接口，即可实现与计算机的连接和操作。
4.2 挪移设备USB接口也被广泛应用于挪移设备，如手机、平板电脑等。
USB工作原理
USB工作原理USB（Universal Serial Bus）是一种广泛应用于计算机和其他电子设备的标准接口。
它提供了一种简便、快速和可靠的方式来连接外部设备，如键盘、鼠标、打印机、摄像头等，与计算机进行数据传输和电力供应。
USB的工作原理涉及到多个方面，包括物理层、数据链路层、传输层和应用层。
下面将详细介绍USB的工作原理。
1. 物理层：USB的物理层定义了连接器、电缆和信号传输的规范。
USB连接器通常有A 型、B型、C型等多种类型，每种类型都有特定的形状和引脚配置。
电缆中的线路包括数据线和电源线，数据线用于传输数据，电源线用于提供电力。
USB使用差分信号传输，其中两根数据线分别是D+和D-，通过编码和解码来传输数据。
2. 数据链路层：USB的数据链路层负责数据的传输和错误检测。
在数据链路层中，数据被分为包（packet）进行传输。
每个包由同步字段、PID（Packet Identifier）字段、数据字段和CRC（Cyclic Redundancy Check）字段组成。
同步字段用于同步接收方的时钟，PID字段用于标识包的类型，数据字段用于存储实际的数据，CRC字段用于检测数据传输过程中是否发生错误。
3. 传输层：USB的传输层定义了不同的传输方式，包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。
控制传输用于设备的配置和控制，批量传输用于大容量的数据传输，中断传输用于实时的数据传输，等时传输用于对数据传输的实时性要求非常高的设备。
每种传输方式都有特定的特性和性能要求。
4. 应用层：USB的应用层是最高层的协议，它定义了设备和主机之间的通信协议。
USB 设备通常具有不同的功能，应用层的协议用于指定设备的功能和操作方式。
例如，键盘设备的应用层协议用于定义按键的编码和传输方式，打印机设备的应用层协议用于定义打印任务的格式和传输方式。
USB的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 主机检测设备：当USB设备插入主机时，主机会发送一个特定的信号来检测设备的存在。
基于LabVIEW的USB实时数据采集处理系统的实现
基于LabVIEW的USB实时数据采集处理系统的实现通用串行总线USB(UNIversal Serial Bus)作为一种新型的数据通信接口在越来越广阔的领域得到应用。
而基于USB接口的数据采集卡与传统的PCI卡及ISA 卡相比具有即插即用、热插拔、传输速度快、通用性强、易扩展和性价比高等优点。
USB 的应用程序一般用Visual C++编写,较为复杂,LabVIEW语言是一种基于图形程序的编程语言,内含丰富的数据采集、数据信号分析分析以及控制等子程序,用户利用创建和调用子程序的方法编写程序,使创建的程序模块化,易于调试、理解和维护,而且程序编程简单、直观。
因此它特别适用于数据采集处理系统。
利用它编制USB应用程序,把LabVIEW语言和USB总线紧密结合起来的数据采集系统将集成两者的优点。
USB总线可以实现对外部数据实时高速的采集,把采集的数据传送到主机后再通过LabVIEW的功能模块顺利实现数据显示、分析和存储。
1 、USB及其在数据采集设备中的应用USB 自1995年在Comdex上亮相以来,已广泛地为各PC厂家所支持。
现在生产的PC几乎都配置了USB接口,Microsoft的Windows 98、NT以及Mac OS、Linux 等流行操作系统都增加对USB的支持。
USB具有速度快、设备安装和配置容易、易于扩展、能够采用总线供电、使用灵活等主要优点,应用越来越广泛。
一个实用的USB数据采集系统硬件一般包括微控制器、USB通信接口以及根据系统需要添加的A/D转换器和EPROM、SRAM等。
为了扩展其用途,还可以加上多路模拟开关和数字I/O端口。
系统的A/D、数字I/O的设计可沿用传统的设计方法,根据采集的精度、速率、通道数等诸元素选择合适的芯片,设计时应充分注意抗干扰性,尤其对A/D采集更是如此。
在微控制器和USB接口的选择上有两种方式：一种是采用普通单片机加上专用的USB通信芯片;另一种是采用具备USB通信功能的单片机。
usb采集卡原理
usb采集卡原理
USB采集卡（也称为数据采集卡）是一种用于收集、监测和处理各种数据信号的设备。
它通常连接到计算机的USB接口，用于将外部信号转换为数字信号，并将其传输到计算机进行处理和分析。
USB采集卡的工作原理如下：
1. 信号采集：USB采集卡通过其输入端口接收外部信号。
这些信号可以是模拟信号（如声音、图像等）或数字信号（如开关状态、传感器输出等）。
2. 信号转换：采集卡会将接收到的模拟信号通过模数转换器（ADC）转化为数字信号。
模数转换器将连续的模拟信号分割成离散的数字量，以便计算机能够处理。
3. 信号处理：采集卡内部的处理器将转换得到的数字信号进行滤波、采样等处理。
滤波可以去除噪声和干扰，采样可以确保对信号进行充分的采集和分析。
4. 数据传输：处理后的数字信号被传输到连接的计算机通过USB接口。
USB接口提供高速数据传输和电源供应功能，确保数据的稳定传输和实时处理。
5. 数据分析：计算机接收到数字信号后，可以使用相应的软件对数据进行处理、分析和可视化。
用户可以根据自己的需求来提取有用的信息和特征。
通过USB采集卡，用户可以方便地获取和处理各种数据信号，实现数据采集、监测和分析的功能。
它在科学研究、测试测量、电子设备开发等领域有着广泛的应用。
USB传输工作原理
USB传输工作原理USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种广泛应用的计算机外部接口标准，广泛用于个人电脑及其外围设备之间的数据传输和通信。
本文旨在介绍USB传输的工作原理，从物理连接、数据传输、电源供应以及协议控制几个方面进行讲解。
一、物理连接USB传输的物理连接方式采用了一对差分信号线来传输数据，其中包括一个用于发送数据的正向差分信号线（D+）和一个用于接收数据的反向差分信号线（D-）。
这对差分信号线以双绞线的形式进行布线，以减少电磁干扰和信号失真的影响。
此外，USB接口还包括公共地线（GND）和电源线（Vcc），用于提供电源供应和信号屏蔽。
二、数据传输USB传输采用了主从设备的工作模式。
在数据传输过程中，主设备负责控制与调度，而从设备负责接受和响应主设备的指令。
USB传输支持两种模式：同步传输（Synchronous Transfer）和批量传输（Bulk Transfer）。
同步传输用于传输对实时性要求较高的数据，如音频和视频等，而批量传输适用于对实时要求较低的数据传输，如打印机的数据传输等。
数据传输过程分为三个阶段：令牌阶段、数据阶段和握手阶段。
令牌阶段由主设备发出令牌包，用于指定传输的方向和地址。
数据阶段用于实际的数据传输，其中包括数据包和错误检测码等信息。
握手阶段用于确认数据传输的成功与否，并进行必要的错误处理。
三、电源供应USB接口不仅可以传输数据，还可以为外部设备提供电源供应。
根据电源供应的要求，USB接口定义了四种不同的电源供应模式：总线供电模式、自供电模式、远程供电模式和混合供电模式。
总线供电模式中，主设备向从设备提供电源供应，常用于对功耗要求较低的设备。
自供电模式中，从设备自行提供电源供应，适用于对功耗要求较高的设备。
远程供电模式中，主设备向从设备提供电源供应，且从设备能够回馈部分电能，常见于USB充电设备。
混合供电模式则是上述模式的组合，灵活应用于各种不同的设备需求。
usb视频采集方案
USB视频采集方案1. 引言USB视频采集是一种常见的技术，用于将视频信号从摄像头、录像机等设备中采集到计算机上。
本文将介绍USB视频采集的基本原理、硬件设备和软件方案。
2. USB视频采集原理USB视频采集的原理是通过USB接口将视频信号传输到计算机。
具体步骤如下： 1. 摄像头或录像机将视频信号转换成数字信号。
2. USB视频采集设备将数字信号通过USB接口传输给计算机。
3. 计算机接收到数字信号后，可以通过相应的驱动程序将视频信号解码并显示出来。
3. 硬件设备USB视频采集所需的硬件设备主要包括摄像头/录像机和USB视频采集器。
3.1 摄像头/录像机摄像头/录像机是USB视频采集的输入设备，用于捕捉视频信号。
市面上有各种不同类型的摄像头和录像机可供选择，如普通USB摄像头、高清摄像头、网络摄像头等。
选择合适的设备取决于需求和预算。
3.2 USB视频采集器USB视频采集器是连接计算机和摄像头/录像机的中间设备，起到信号转换和传输的作用。
USB视频采集器通常具有一个或多个视频输入接口和一个USB输出接口。
常见的USB视频采集器品牌有希捷、羚羊等。
4. 软件方案USB视频采集所需的软件方案主要分为驱动程序和视频采集软件两部分。
4.1 驱动程序USB视频采集设备通常需要安装相应的驱动程序才能在计算机上正常工作。
驱动程序负责将视频信号解码并传递给操作系统。
大多数USB视频采集设备都附带了驱动程序光盘，用户只需按照提示安装即可。
4.2 视频采集软件为了能够从USB视频采集设备中获取视频信号并进行操作，用户还需要安装视频采集软件。
视频采集软件通常具有以下功能： - 实时预览：可以在计算机上实时查看摄像头/录像机捕捉到的视频信号。
- 录制功能：可以将视频信号录制为视频文件，并保存到计算机硬盘上。
- 后期处理：可以对视频进行编辑、剪辑、添加特效等操作。
常见的视频采集软件有Adobe Premiere、Final Cut Pro等。
usb视频采集卡方案
USB视频采集卡方案概述本文档介绍了USB视频采集卡的相关概念、工作原理以及相关方案选型，旨在帮助开发人员更好地理解和选择适合的USB视频采集卡方案。
什么是USB视频采集卡？USB视频采集卡是一种将模拟或数字视频信号转换为USB接口输出的设备。
它通常用于将摄像头、监控摄像头、游戏主机等设备的视频信号输入到计算机中，以供录制、实时监控、视频会议等用途。
USB视频采集卡的工作原理USB视频采集卡的工作原理如下：1.通过视频输入接口接收模拟或数字视频信号；2.将视频信号进行采样和编码处理；3.将处理后的视频数据通过USB接口传输给计算机；4.计算机通过USB驱动程序获取视频数据并进行解码和处理；5.解码后的视频数据可用于录制、实时监控、视频会议等用途。
USB视频采集卡方案选型在选择USB视频采集卡方案时，需要考虑以下几个关键因素：1. 视频输入接口类型USB视频采集卡通常提供不同类型的视频输入接口，包括HDMI、DVI、VGA、Composite等。
根据实际需求选择支持所需接口的采集卡。
2. 视频信号质量视频信号质量对最终的图像显示效果至关重要。
因此，在选型过程中需要注意采集卡对视频信号的支持能力。
一些高端采集卡支持高分辨率、高帧率的视频信号输入，适用于专业录制和实时监控等场景。
3. 驱动程序和兼容性USB采集卡的正常工作依赖于计算机上的驱动程序。
选择一个良好的驱动程序和兼容性好的采集卡，能够提供更好的使用体验和更稳定的性能。
4. 软件支持和开发文档一些USB采集卡提供了丰富的软件支持和开发文档，使开发人员能够更加灵活地使用和定制采集卡的功能。
在选型时，可以考虑这些额外的软件支持和开发文档，以满足特定需求。
5. 价格和性价比USB采集卡的价格差异很大，从几十元到几千元都有。
在选型时，需要根据实际预算和需求来选择性价比最高的方案。
常见的USB视频采集卡方案以下是几个常见的USB视频采集卡方案：1. AVerMedia Live Gamer Portable 2 Plus•视频输入接口：HDMI•最大输入分辨率：1080p60•驱动程序和兼容性：良好•软件支持和开发文档：丰富•价格：约500元2. Elgato Game Capture HD60 S•视频输入接口：HDMI•最大输入分辨率：1080p60•驱动程序和兼容性：良好•软件支持和开发文档：丰富•价格：约800元3. Magewell USB Capture HDMI Gen 2•视频输入接口：HDMI•最大输入分辨率：1080p60•驱动程序和兼容性：良好•软件支持和开发文档：丰富•价格：约1000元总结USB视频采集卡是一种方便易用的设备，可以将模拟或数字视频信号转换为USB接口输出，广泛应用于录制、实时监控、视频会议等领域。
微弱光电信号检测与采集技术研究
微弱光电信号检测与采集技术研究微弱光电信号检测与采集技术研究一、引言光是一种重要的信息载体，存在于自然界和人类活动的方方面面。
然而，许多重要的光源都非常微弱，例如，红外线、荧光、低亮度星光等。
为了更好地实现对这些微弱光信号的检测和采集，微弱光电信号检测与采集技术得到了广泛的研究。
本文将深入探讨微弱光电信号检测与采集技术的研究进展。
二、微弱光电信号检测技术微弱光电信号的检测是一项具有挑战性的任务。
目前，常用的微弱光电信号检测技术主要包括增益放大、光增强技术、超高灵敏度探测器等。
其中，增益放大技术是最常用的一种方法。
通过利用放大器对微弱光信号进行放大，可以提高信噪比，从而更好地检测信号。
光增强技术利用光学器件将微弱光信号转化为明亮图像，以增加信号强度。
超高灵敏度探测器利用其在低光条件下的高灵敏度，可以提高光信号的检测效果。
三、微弱光电信号采集技术微弱光电信号的采集是将检测到的微弱光信号转化为数字信号或模拟信号的过程。
常用的微弱光电信号采集技术主要有模数转换技术、频率调制技术和时间插值技术等。
模数转换技术是将连续的模拟光信号转换为数字信号的过程。
通过提高模数转换器的分辨率和采样速率，可以更准确地采集微弱光信号。
频率调制技术是将微弱光信号的频率调制到可检测范围内，以提高信号强度。
时间插值技术是利用插值算法对微弱光信号进行时间上的插值，从而提高信号采样率和灵敏度。
四、微弱光电信号检测与采集技术的应用微弱光电信号检测与采集技术在许多领域中得到广泛应用。
以生物医学为例，微弱光电信号检测与采集技术在光动力疗法、荧光成像和生物标记等领域中发挥了重要作用。
在光动力疗法中，通过对微弱光信号的检测和采集，可以实现对癌细胞的精确照射，提高治疗效果。
在荧光成像中，微弱光电信号检测与采集技术可以实现对生物组织中的荧光信号的高灵敏度检测，以获得更准确的生物信息。
此外，在生物标记中，微弱光电信号检测与采集技术可以用于快速准确地检测生物标记的存在与浓度。
微弱信号检测技术的原理及应用
微弱信号检测技术的原理及应用随着科技的发展，人们对于信息的敏感度在不断地提升。
而在信息的传输中，信号的检测是至关重要的一环。
微弱信号检测技术就是为了能够检测到那些非常微弱的信号而研究出来的一种技术。
本文将会介绍微弱信号检测技术的原理及应用。
一、微弱信号检测技术的原理微弱信号检测技术的原理主要基于信号的增强和噪声的下降。
在信号增强上，主要是通过信号的处理和滤波来实现的。
在噪声的下降上，主要是通过降噪处理和信噪比的提高来实现的。
1. 信号的处理和滤波在信号处理和滤波中，主要的思路就是将信号进行处理，从而去除掉可能会影响检测准确度的那一部分，并增强信号带来的信息和特征。
目前，信号处理和滤波主要是通过数字信号处理和模拟信号处理来实现的。
数字信号处理主要是通过对信号进行抽样和量化，而后通过数字滤波器、数字滤波器组合或者数字滤波器与模拟滤波器的组合来实现信号的滤波和增强。
模拟信号处理则是通过对信号进行直接处理来达到滤波和增强的目的。
模拟滤波器的最主要目标就是对信号过滤并提高信号的幅度。
2. 降噪处理和信噪比提高噪声在信号检测和传输中是非常普遍的，它可通过无线电波、用户感知以及地球上的其他电磁辐射形式进行传播。
在降噪处理中，主要是通过去噪的方式将噪声去除。
主要的去噪方法有多项式拟合、小波去噪以及基于深度学习的去噪方法。
在信噪比提高方面，主要是利用增益放大器和滤波器来实现的。
通过增益放大器可以将信号的幅度放大，提高信号的强度，而滤波器可以去除波形中一些噪声或者干扰，从而提高信号的质量。
二、微弱信号检测技术的应用微弱信号检测技术，目前在多个领域都有广泛的应用。
以下是几个具体的应用场景。
1. 医学检测微弱信号检测技术在医学检测中有着广泛应用。
例如，在心电图中，微弱信号检测技术可以帮助医生检测出心脏病的症状并提供对应的治疗方法；在脑电图检测中，可以检测出一些脑病的情况。
2. 通信领域在通信领域，微弱信号检测技术可以帮助信号的传输和接收。
电子测量设备USB数据采集系统设计
电子测量设备USB数据采集系统设计张鹏义【摘要】USB接口是目前数据通信中使用较多的接口类型,由于该接口支持设备热插拔而且传输速度特别快,所以很受欢迎.本文叙述了利用单片机AT89S52和USB 接口芯片PDIUSBD12设计一个电子测量设备USB接口电路,可用作PC机和微处理机间传输数据的通路,以使PC机对各种设备进行控制.%USB interface is the most common type of interface used in data communication. Since this interface supports hot plug and pull and transmission speed is very fast, it is very popular. This paper describes the use of single-chip microcomputer AT89S52 and USB interface chip PDIUSBD12 USB interface circuit design an electronic measuring equipment, used for data transmission between PC and microprocessor pathway, to give the PC to control a variety of equipment.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)022【总页数】2页(P18-19)【关键词】单片机;USB接口;数据传输【作者】张鹏义【作者单位】江苏省宿迁经贸高等职业技术学校,江苏宿迁,223600【正文语种】中文USB接口是一种快速的,双向的,同步传输的,廉价的,并可以进行热拔插的串行接口。
本文主要介绍一种新型的电子测量设备USB接口电路,该电路可用作PC机和微处理机间传输数据的通路,以使PC机对各种设备进行控制,制作串行口硬件并编写有关软件，使PC机和微处理机之间可交换数据。
基于C8051F320的数据采集系统USB接口设计
的获取和设备错误的纠正等, 它的中断处理模块由控制输出和 控制输入两部分组成。每次传输首先由设置事务开始,然后根据 设置事务数据不同的中断来源跳入相应的处理模块以进行不 同的中断处理,并在处理完毕后返回。同时在 ISR 中,固件将数 据包从 C8051F320 的 USB 引擎内部缓冲区移到一个自定义的 数据缓冲区,并在随后请求清零其内部缓冲区,以使其能够继续 接收新的数据包。然后返回到主循环,检查自定义缓冲区内是否 有新的数据并开始其它的任务。由于这种结构,主循环只用检查 自定义缓冲区内需要处理的新数据, 专注于新数据的处理,而 ISR 也能够以最大速度进行数据的传输。这样,程序对 USB 的操 作更加简单,也便于程序的维护。主程序和端点 0 的控制传输程序流 程分别如图 3、图 4 所示。端点 1 和端点 2 的程序流程与之类似。
技 的可配置性, 在设计 UART 的驱动程序时,uart_initialize ()和 uart_control()函数为 UART IP 核高度可配置性提供了接口。当
术 硬件 UART 的参数变化时, 只要将驱动程序中相应参数作改变 而不需要重新设计。
创 参考文献 [1]The Leon3 Processor Mannual,GRLIB user’s Mannual,GRLIB
- 92 - 360元 / 年 邮局订阅号：82-946
图 4 端点 0 控制传输中断流程图 (下转第 12 页)
《现场总线技术应用 200 例》
博士论坛
《微计算机信息》(嵌入式与 S OC )2009 年第 25 卷第 9-2 期
SOR);//当前任务放弃 CPU 并进入就绪状态任务队列的末尾 assert(status==RTEMS_SUCCESSFUL); } close(fd);//关闭设备
基于USB的Laplacian电信号采集系统
中 图分 类 号 ： ３ ８ ３ Ｔ ３ ９ Ｒ １ ． ；Ｐ １ ０
Ｄａ ａ ａ ｑ ｓｔｏｎ ｓ ｓ ｅ ０ ａ ａ ｉ ＣＧ ａ ｅ ｔ ｃ ｕｉｉｉ ｙ ｔ ｍ ｆＬ ｐｌｃａｎ Ｅ ｂ ｓ ｄ ｏｎ ＵＳＢ
ＣＡＯ — ｈ ｎ ＣＨＥ Ｍｉ． Ｉ ａ ｇ Ｙｕ ｚ ｅ ． Ｎ ｎ Ｌ Ｇｕ ｎ
质量 。
的分 辨 率 。与 传 统 的心 电信 号 相 比 ， 表 Ｌ Ｃ 在 很 多 方 面 显 体 ＥＧ 示 了其 优 越性 Ｉ ２ ］ 。
Ｌ Ｃ 采 集 系 统 目的是 通 过 Ｌ ｐ ｃ ｎ 电传 感 器 采 集 到 实 ＥＧ ａｌ ｉ 心 ａａ
使 用 传 统 心 电 电极 传 感 表 面 势 推算 Ｌ ｐａｉ ￣ 方 法 ， ａｌｃ ｎ ａ 已有
对 人 体 微 弱 生 理 信 号 的有 效 采 集 和 处 理 一 直 是 医 疗 器 械领 域 的 研 究 热 点 。目前 有 多 种用 于 人 体 微 弱 信 号 采 集 的传
传 统 的 表 面 心 电 信 号 获 得 的 只 是 整体 的信 息 ，且 由 于 在
时 间上 对 原 始 信 号 进 行 平 滑 ．使 一个 具 体 的 心 电 活 动 很 难 定 位 。 ａｌｃ ｎ 电 （Ｅ Ｇ） 体 表 心 电 的二 阶导 数 ， 一 种 Ｅ Ｇ Ｌ ｐａｉ 心 ａ ＬＣ 是 是 Ｃ 的空 间分 析 方 法 。它 在 定 位 和 求 解 多 个 心 电 活 动 时 具 有 很 好
心 血管 疾 病 是ห้องสมุดไป่ตู้ 类 生 命 的主 要 威胁 ， 心 电 信号 （ Ｃ 是 而 Ｅ Ｇ）
诊 断 心血 管疾 病 的 主要 依 据 。因 此 ， 实时 检测 病 人 的心 电活 动 ， 设 计 能够 采集 处 理病 人 心 电信 号 的 系统 便具 有 重要 的意 义 。
北京启创莫非电子 MPS-110001 24位带隔离微弱信号采集卡 使用说明
定义类型 对象类型 Variant，用户
，或
。
g 参 法如 ar list 数的语 下：
[OOptpitioonanlal(可] 选[By)V表al示|参B数yR不ef是]必[P需ar的aA。rr如ay果]使va用rn该am选e项[(，)]则[Aasrgtlyipset]中的后续参
数则任都何必参需是 数可都选不的能使，而用且O必pt须io都na使l。用 O opti nal 关键字声明。如果使用了 y ParamArra ，
64，10sps)；17.2(PGA = 64，80sps)
▪ 噪声峰峰值：
2uV(PGA = 1,10sps)；8uV(PGA = 1,80sps)；200nV(PGA = 64，
北京启创莫非电子科技有限公司
MPS-110001 24 位带隔离微弱信号采集卡使用说明
▪ 非线性误差：
漂 ▪ 偏移误差：
一、 产品简介
MPS-110001 数据采集卡是一款基于 USB 总线的带隔离的 24 位微弱信号采集卡。其信号 端与通信端有全面隔离，从而允许接入特殊的高共模电压信号。板卡有 4 路信号输入通道， 采样噪声峰峰值仅为 2 微伏，真正实现了百万分之一的超高分辨率。板卡内置有 32 倍和 64 倍两档可编程的增益放大器，在不经过外部放大的情况下可以直接测量 mV 级的微弱信号。 本卡适用于实验室信号分析、产品质量检测和大专院校教学科研等各种领域，尤其在微弱信 号采集方面具有无与伦比的优势。
在 F c o N un ti n ame 下拉列表框中选定动态连接库中所包含的所需要 API 函数；
g o v o 拉菜 N 个 项 若 在 Callin C n enti n 下 单中选择 StdCall(WI API)和 C 两 选 , 用户 定 ow 则 N 项;若 选 的是 Wind s API 函数， 选用 StdCall(WI API)选 用户选用的 DLL 中
一种usb信号滤波器的制作方法
一种usb信号滤波器的制作方法摘要：一、引言二、USB信号滤波器的作用与原理三、制作材料与工具四、制作步骤五、测试与优化六、总结与展望正文：一、引言随着电子设备的普及，USB接口已经成为日常生活中最常见的数据传输方式。
然而，在实际应用过程中，USB信号受到电磁干扰、噪声等因素的影响，可能导致数据传输不稳定甚至失败。
为了解决这一问题，本文将介绍一种USB 信号滤波器的制作方法，以提高数据传输的稳定性和可靠性。
二、USB信号滤波器的作用与原理USB信号滤波器主要用于抑制USB信号中的干扰噪声，提升信号质量。
其工作原理是通过LC滤波器对信号进行高通、低通滤波，从而实现对有用信号的提取。
具体而言，高通滤波器允许高频信号通过，低通滤波器则阻止高频信号通过。
这样，USB信号中的高频噪声被滤除，剩下的低频信号即为原始信号。
三、制作材料与工具1.电子元件：包括电感、电容、电阻、二极管等；2.印刷电路板（PCB）；B数据线；4.焊接工具：如电烙铁、焊锡等；5.钳子、镊子等辅助工具；6.剪刀、线剪等切割工具。
四、制作步骤1.准备电路元件，按照设计要求连接电路；2.将连接好的电路元件焊接至PCB板上；3.焊接完成后，检查电路连接是否正确，如有错误，及时修正；4.为USB滤波器安装外壳，以保护电路元件；5.将制作好的USB滤波器与USB数据线连接，测试其性能。
五、测试与优化1.使用示波器检测滤波前后的USB信号，观察信号质量变化；2.在不同环境下测试USB滤波器的滤波效果，如在电磁干扰较强的环境下；3.对比不同滤波器参数对滤波效果的影响，如电容、电感的大小等；4.根据测试结果，优化电路设计，提高滤波效果。
六、总结与展望本文介绍了一种USB信号滤波器的制作方法，通过简易的电路设计和PCB焊接，即可实现对USB信号的滤波处理。
该滤波器具有制作成本低、滤波效果明显等优点，适用于多种电子设备。
在实际应用中，可根据需要进一步优化电路参数，提高滤波性能。
一种低功耗微弱生理信号检测系统的设计
一种低功耗微弱生理信号检测系统的设计李华宝;谭慧玲;何爱军【期刊名称】《北京生物医学工程》【年(卷),期】2012(031)002【摘要】目的电生理信号可以提供人体各种生理状态的重要信息,它常常需要长时间的监测,因此要求检测系统具有低功耗特性.本文设计一种基于MSP430F5438处理器的微弱生理信号检测系统,并重点关注其功耗、可靠性和测量精度.方法系统包括高性能模拟放大前端、低功耗下位机和对上传的信号进行多种处理的PC机.下位机采用MSP430F5438单片机,它具有功耗低、体积小优点,它移植有UCOS&UCGUI系统,方便储存和处理数据.PC机可以通过USB方便地连接下位机并处理数据.结果系统可开发成电池供电的便携式检测储存装置,其特色是低功耗和便携性,这有助于长时间检测电生理信号.结论微弱生理信号检测与处理作为一个系统工程,在医疗保健和研究方面有广大的应用前景.【总页数】4页(P196-199)【作者】李华宝;谭慧玲;何爱军【作者单位】南京大学电子科学与工程学院生物医学工程研究所,南京,210093;南京大学电子科学与工程学院生物医学工程研究所,南京,210093;南京大学电子科学与工程学院生物医学工程研究所,南京,210093【正文语种】中文【中图分类】R318.04;R318.6【相关文献】1.一种低功耗温度检测系统设计 [J], 庄凯淋;覃馨;孙晓书;李书艳2.一种低功耗的微弱能量收集电路设计 [J], 荣训;陈志敏;曹广忠3.一种低功耗微弱信号放大电路的优化设计与研究 [J], 冀大雄;陈孝桢;刘健;封锡盛4.基于SOPC的复合式生理信号检测系统设计 [J], 钟维;黄启俊;常胜;孙尽尧;王豪5.一种简单微弱信号检测系统的设计 [J], 冯暖;王卫;陈程程;靳志飞;王应龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微弱信号采集系统的USB实现
微弱信号采集系统的USB实现在一些特殊的场合，需要采集的信号很微弱，而且被大量的噪声所淹没。
采用专门的检测设备和方法才能采集到有用信号，本设计采用低噪声前置放大器和混沌算法来采集微弱信号。
为了便于分析和显示，在上位机上采用Labview来再现信号波形，因此如何实现微处理器与上位机之间的通信是本设计的关键。
USB接口具有连接方便，通用性好，支持热插拔等特点，因此本设计选用USB接口，与上位机进行通信。
1 系统结构本文设计的微弱信号采集系统硬件结构框图如图1所示。
本设计硬件分为放大器和数据采集两部分。
为了检测噪声中的微弱信号必须采用放大器对信号进行滤波放大，前置放大器在不破坏有用信号的同时对噪声进行最大限度的抑制；低噪声放大器主要完成滤波和对信号的进一步放大；程控放大器使信号便于显示和分析。
通过放大器放大的信号经过数据采集部分传输至上位机进行分析和显示。
数据采集部分由A/D模块，ARM处理器和USB接口三部分组成。
A/D模块完成信号由模拟量到数字量的转换；ARM处理器完成对数据的优化处理；USB接口完成微处理器与上位机之间的数据传输。
图1 微弱信号采集系统硬件结构框图2 系统硬件设计2.1 放大器部分设计本文中前置放大器的设计，紧紧抓住了噪声指标来分析、计算并设计电路。
在解决了噪声指标的前提下，又解决了输入阻抗、输出阻抗、电压增益、频带宽度及稳定性等噪声指标。
器件方面电阻选择高精度的线绕电阻，普通电容选择陶瓷电容，电解电容选择钽电容，电位器选择线绕多圈电位器，选用源电阻范围较宽的结型场效应管3DJ7C以共源组态搭成差分放大电路。
为获得最小噪声系数在设计中进行了噪声匹配，即寻求最佳源电阻使噪声系数最小。
本设计中采用调节集电极电流的方法进行噪声匹配，该方法调节简单又不增加成本[1]。
低噪声放大器由三部分组成，高性能运放LT1125作为测量放大器接收前置放大器输出的信号；利用低功耗高速运放LT1355构成低通滤波器，摒除采集信号中的高频分量；高速运放LT1355将信号再次放大[2]，使其幅值介于A/D芯片模拟信号输入电压范围内。
USB数据采集系统中DMA数据传输的实现-推荐下载
引言 USB 通用串行总线(Universal Serial Bus)是被 PC 机广泛采用的一种总线，目前已经在计算机 主板上大量集成，成为一种标准配置接口。它的即插即用、真正的热插拔、可总线供电、 高性能和系统造价低等一系列的优点，使得 USB 接口得到了广泛的应用。特别是随着 USB2.0 高速传输协议的出现，其数据传输速度达到了 480Mb/s，使得 USB 接口顤橆 D 挤�为今天 低成本虚拟仪器系统的主流。本文设计了基于 USB2.0 高速传输的数据采集系统，整个数据 传输过程完全采用 DMA 方式，达到了较高的数据传输速度。
图 2 USB 高速设备控制器内部结构图
1.2 数据采集模块
数据采集模块主要由信号调理电路、模数转换电路、触发控制电路和 CPLD 构成。模数转 换器采用美国模拟器件公司(ADI)推出的快速 12 位双通道模数转换器 AD9238。单双通道选 择和采样频Leabharlann 控制通过 CPLD 控制逻辑来实现。
2、数据传输过程 DMA 方式的设计与实现
图 3 CPLD 与 ARM 接口
图 4 GPDMA 传输时序图 2.2 USB 高速设备接口的 DMA 传输 USB 高速设备控制器支持 16 个物理端点，其中 4 个端点支持 DMA 方式。本设计中选用三 个端点：EP0、EP2 和 EP3。控制端点 EP0 工作在控制传输模式，用于接收 USB 主机的 SETUP 令牌包、响应主机的标准设备请求、完成 USB 设备的枚举过程。EP2 配置为 OUT(输 出)模式，用于接收来自应用程序的控制命令。EP3 配置为 IN(输入)模式，采用批量传输工 作方式，负责将采样结果传输到 PC 机。从 LPC2888 内部缓存到计算机的 DMA 传输由 USB 高速设备控制器内部的 DMA 引擎和 EP3 批量传输配合完成。为了达到较高的数据传输速 度，EP3 批量传输采用自动传输模式。DMA 引擎将 LPC2888 内部缓存数据传输到 USB 设备 控制器内部 FIFO 缓存中，当 FIFO 获得的暑枠頓挤�远獍蒃 P3 传输到 PC 机。同时，
USB工作原理
USB工作原理USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机和外部设备的通用串行总线接口标准。
它提供了一种简单、快速和可靠的数据传输方式，广泛应用于计算机、打印机、摄像头、键盘、鼠标等各种外部设备。
USB工作原理主要涉及以下几个方面：物理层、数据链路层、传输层和应用层。
1. 物理层：USB使用四根线缆进行数据传输，其中两根用于数据传输（D+和D-），一根用于电源供电（VCC），一根用于地线（GND）。
数据传输使用差分信号，可以有效反抗干扰，提高传输速率和可靠性。
2. 数据链路层：USB使用一种称为“8b/10b编码”的技术来进行数据传输。
该编码将8位数据转换为10位编码，提供了数据的同步和错误检测功能。
同时，USB还使用令牌传输和数据传输两种传输方式。
3. 传输层：USB支持多种传输方式，包括控制传输、中断传输、批量传输和等时传输。
控制传输用于设备初始化和配置，中断传输用于传输实时数据，批量传输用于大容量数据传输，等时传输用于对传输时间要求严格的数据传输。
4. 应用层：USB定义了一套标准的设备类别和协议，以便不同类型的设备可以在不同的操作系统上进行通信。
例如，USB定义了HID（Human Interface Device）类别，用于键盘、鼠标等输入设备，定义了MSC（Mass Storage Class）类别，用于存储设备等。
USB工作原理的核心是主从设备的通信。
计算机作为主设备，负责发送命令和控制数据传输，外部设备作为从设备，负责响应命令和传输数据。
USB使用“令牌-数据-握手-状态”四个阶段来完成数据传输。
1. 令牌阶段：主设备发送令牌包，用于指定传输的目标设备和传输类型。
令牌包包含同步字节、PID（Packet ID）和CRC（Cyclic Redundancy Check）校验位。
2. 数据阶段：主设备发送数据包或者接收数据包，用于传输实际的数据。
数据包包含同步字节、PID、数据和CRC校验位。
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微弱信号采集系统的USB实现在一些特殊的场合，需要采集的信号很微弱，而且被大量的噪声所淹没。
采用专门的检测设备和方法才能采集到有用信号，本设计采用低噪声前置放大器和混沌算法来采集微弱信号。
为了便于分析和显示，在上位机上采用Labview来再现信号波形，因此如何实现微处理器与上位机之间的通信是本设计的关键。
USB 接口具有连接方便，通用性好，支持热插拔等特点，因此本设计选用USB接口，与上位机进行通信。
1 系统结构本文设计的微弱信号采集系统硬件结构框图如图1所示。
本设计硬件分为放大器和数据采集两部分。
为了检测噪声中的微弱信号必须采用放大器对信号进行滤波放大，前置放大器在不破坏有用信号的同时对噪声进行最大限度的抑制；低噪声放大器主要完成滤波和对信号的进一步放大；程控放大器使信号便于显示和分析。
通过放大器放大的信号经过数据采集部分传输至上位机进行分析和显示。
数据采集部分由A/D模块，ARM处理器和USB接口三部分组成。
A/D模块完成信号由模拟量到数字量的转换；ARM处理器完成对数据的优化处理；USB接口完成微处理器与上位机之间的数据传输。
图1 微弱信号采集系统硬件结构框图2 系统硬件设计2.1 放大器部分设计本文中前置放大器的设计，紧紧抓住了噪声指标来分析、计算并设计电路。
在解决了噪声指标的前提下，又解决了输入阻抗、输出阻抗、电压增益、频带宽度及稳定性等噪声指标。
器件方面电阻选择高精度的线绕电阻，普通电容选择陶瓷电容，电解电容选择钽电容，电位器选择线绕多圈电位器，选用源电阻范围较宽的结型场效应管3DJ7C以共源组态搭成差分放大电路。
为获得最小噪声系数在设计中进行了噪声匹配，即寻求最佳源电阻使噪声系数最小。
本设计中采用调节集电极电流的方法进行噪声匹配，该方法调节简单又不增加成本[1]。
低噪声放大器由三部分组成，高性能运放LT1125作为测量放大器接收前置放大器输出的信号；利用低功耗高速运放LT1355构成低通滤波器，摒除采集信号中的高频分量；高速运放LT1355将信号再次放大[2]，使其幅值介于A/D芯片模拟信号输入电压范围内。
程控放大器选用AD7520的DAC芯片作为一个可编程的电阻网络来实现可控增益，增益倍数在1-1024之间可调。
，利用ARM的通用I/O口调节放大器的增益倍数。
2.2 数据采集部分设计A/D模块选用AD574芯片，AD574是AD公司生产的12位逐次逼近型ADC ,它的转换速度为25 , 转换精度为0.05% ,能够达到本设计的要求。
ARM处理器选用三星公司的S3C4510B作为主控制芯片。
外扩了2M的Flash，作为程序存储器，实现数据采集传送；16M的SDRAM作为程序运行空间，数据及堆栈区[3,4]。
USB接口选用PDIUSBD12作为USB的控制芯片，完成与上位机的数据通信。
A/D模块与ARM处理器之间的接口设计S3C4510B的ADDR0接AD574的，控制数据转换与读出，当地址为0x3FD4000，启动转换，当地址为0x3FD4001时，启动读取数据；同接与非门作为AD574的片启动信号；作为AD574的片选信号；外部中断引脚GPIO9接AD574的STS引脚，采用中断方式来读取AD574转换后的数据；A0接低电平，AD574进行全12位转换；接高电平，12位数据线同时输出。
AD574的12位数据总线与ARM的数据总线相连。
ARM处理器与USB接口之间的接口设计PDIUSBD12与S3C4510B的数据交换采用中断方式，其中断可通过外部中断0(GPIO12)来完成。
在这一方式下，S3C4510B通过控制PDIUSBD12来使集线器与主机通信并完成USB协议的处理(即PDIUSBD12的固件)。
将PDIUSBD12映射到S3C4510B的I/OBank0，nECS0作为PDIUSBD12的片选，PDIUSBD12的8位数据总线与ARM的数据总线相连，电路采用非地址数据复用方式，即将ADDR0作为PDIUSBD12的命令/数据选择线，当ADDR0为高时，DATA[0...7]上收到的是命令字，ADDR0为低时，表明的是数据，通过这种方式，PDIUSBD12可以拥有独立的命令和数据端口。
PDIUSBD12的GL_N管脚接发光二极管(LED)后加电阻接高电平，D12的状态输出状态可以通过该LED进行监控，当该USB设备连接建立以后，LED就会发光，数据传输时LED会闪烁，常亮或一直不亮说明USB 接口有问题。
3 系统软件设计本设计的软件部分主要包括：混沌算法软件，D12固件程序软件，D12驱动程序软件，PC端应用程序软件。
3.1 混沌算法软件将待测信号作为周期力参数的摄动并入到混沌振子中，如果待测信号中含有与混沌振子固有频率相同的信号，即使信号幅值很小，系统也会发生很明显的相变；而噪声和与混沌振子固有频率相差较大的干扰周期信号对系统状态的改变无影响，计算机通过辨识系统状态，可清楚地检测出特定信号是否存在，也可以得到信号的幅值。
基于混沌理论的算法流程图如图2所示。
分为三个模块：判断有无角频率为的信号，求信号的幅值和频率。
图2 混沌算法流程图图3 固件结构与数据流向3.2 固件程序设计固件设计的目标是使PDIUSBD12在USB上达到最大的传输速率。
PDIUSBD12固件设计成完全的中断驱动，采用前后台的结构，CPU处理前台任务，USB的传输在后台进行。
这就确保了最佳的传输速率和更好的软件结构，同时简化了编程和调试[5]。
后台ISR(中断服务程序)和前台主程序循环之间的数据交换可以通过事件标志EPPFLAGS和数据缓冲区CONTROL_XFER来实现。
事件标志EPPFLAGS的结构体数据缓冲区CONTROL_XFER结构体typedef union _epp_flags typedef struct _control_xfer{ {struct _flags{ …………} bits；} CONTROL_XFER；unsigned short value；} EPPFLAGS；在程序中定义两个全局变量的结构体来进行前后台数据交流，定义如下：EPPFLAGS bEPPflags；CONTROL_XFER ControlData；其中，bEPPflags用来标记前后台之间的工作状态，ControlData用来保存Setup包请求的类型和请求的数据。
固件的积木式结构如图3所示。
（1）硬件提取层：对ARM，USB等硬件接口进行操作。
（2）PDIUSBD12命令接口：对PDIUSBD12器件进行操作的模块子程序集。
（3）中断服务程序：当PDIUSBD12向ARM发出中断请求时，读取PDIUSBD12的中断传输来的数据，并设定事件标志“EPPFLAGS”和Setup包数据缓冲区“CONTROL_XFER”传输给主循环程序。
（4）标准请求处理程序：对USB的标准设备请求进行处理。
（5）厂商请求处理程序：对用户添加的厂商请求进行处理。
（6）主循环程序：发送USB请求、处理USB总线事件和用户功能处理等。
以主循环程序为例，int Main(void){ init_serial(); //初始化串口init_port(); //初始化端口init_special_interrupts(); //设置中断init_usb(); //初始化USB端口while( TRUE ) //主循环{ ……if (bEPPflags.bits.setup_packet) //Setup包处理{DISABLE;bEPPflags.bits.setup_packet = 0; //清除Setup包标志ENABLE;control_handler(); //调用请求处理子程序}…… }on_exit();return 0;}3.3驱动程序设计和PC端应用程序设计设备驱动程序的作用是提供操作系统与硬件设备的接口。
对于驱动程序的开发,通常采用Windows DDK来实现,在D12的开发工具中,已经为使用者提供了一个通用的驱动D12test.sys,应用程序可以直接利用它对设备进行读写。
本设计正是在此基础上,根据自身的要求与特点进行了修改,并在Windows DDK环境下编辑完成,形成了本设计的专用驱动。
PC端应用程序主要功能是模拟传统示波器,分析显示波形。
采用NI公司的虚拟仪器软件开发平台Labview 可以充分发挥虚拟仪器的灵活性。
Labview不直接支持本设计的USB设备,可以通过CLF节点调用DLL动态链接库实现对设备的访问,生成USB设备的驱动图标。
因此,开发上层应用软件的首要工作是DLL动态链接库的开发,在这里DLL动态链接库采用VC++6.0进行开发。
PC端应用程序是虚拟示波器控制软件的最上层,本文设计的虚拟示波器用户控制面板具有界面友好、操作直观等优点,通过面板上的各种控件便可实现数据的采集、存储、再现及分析等功能。
4 测试结果利用USB调试工具Bus Hound对固件程序测试，成功出现枚举过程。
如图4所示。
利用PDIUSBD12测试程序测试USB传输速率，最高达到22.4KBytes/s，如图5所示。
图4 USB调试工具监控总线数据图5 USB调试结果5 结论本文介绍了基于ARM的微弱信号采集处理系统，重点介绍了USB接口设计与固件程序开发，实现了微处理器与上位机的通信，并对调试结果进行测试。
本文的创新点在于采用USB接口进行微处理器与上位机之间的通信，上位机应用程序采用虚拟仪器设计，方便了对信号的分析与显示。
本文所设计微弱信号采集处理系统体积小巧,操作方便,数据处理功能强大,具有良好的应用前景。
参考文献[1] 高晋占．微弱信号检测．北京．清华大学出版社．2004：1-98[2] 张冬玲，王良红．基于DSP的微弱信号检测采集系统设计．微计算机信息．2005年第7期：83-84[3] 杜春雷．ARM体系结构与编程．北京．清华大学出版社．2003[4] 李驹光．ARM开发详解．北京．清华大学出版社．2004[5] 周立功．USB固件编程与驱动开发．北京．北京航空航天大学出版社．2003：55-187摘要：本文介绍了以S3C4510B为核心的微弱信号采集系统。
该系统采用放大器对信号进行放大滤波；采用混沌算法检测微弱信号；采用USB接口与上位机通信；采用Labview显示信号波形。
本文重点介绍了USB接口设计与USB固件程序设计。
关键词：微弱信号检测；混沌算法；串行接口；虚拟仪器。