基于USB 2.0的高速数据采集卡在虚拟仪器中的应用

基于USB 2.0 的高速数据采集卡在虚拟仪器中的应用
引言
虚拟仪器，就是在通用计算机平台上，用户根据自己的需求定义和设计仪器的测试功能，与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程度、处理能力、性能价格比、可操作性等方面均具有明显的技术优势。

本文将着重介绍一种新型优良的下位机—基于USB2.0 的高速数据采集卡在虚拟仪器中的应用。

本文重点分析的下位机即智能A/D，是虚拟仪器硬件设备中的关键环节。

下位机通过特定接口接受来自上位机的指令并向上位机提供自身所处的状态：在收到采集指令后，对传感器发送的模拟电信号进行A/D 采样以转化为数字信号，然后将数字信号通过USB 接口传给上位机。

本系统的下位机支持2 个通道的传感器信号进行A/D 转换，其最高采样效率为120MHz，采样转换精度为8 位，系统采用了一个内含先进先出(FIFO) 内存的USB2.0 控制芯片，该内存用于存放A/D 转换后的数据，使用FIFO 可以有效地缓冲采集数据，减少频繁的指令传送，使上位机有更多的时间进行其他处理，并且不容易丢失数据。

该下位机可以编程控制采集频率和采样增益，具有较大的灵活性。

基于USB2.0 的高速
数据采集卡
硬件系统
虚拟仪器硬件的核心部分是USB 设备接口模块，其功能是由硬件和软
件共同来完成的。

USB 接口示意图如图2 所示。

下面介绍一下主要功能模块器件的选择和功用。