基于C8051F320 USB接口的采集存储电路把计算机技术与传统信号采集技术紧密结合起来，充分发挥PC机和单片机各自的优点，实现传感器信号的采集、存储、显示和处理。而借助USB接口的通信功能，减小了数据传输系统的复杂性。
《基于单片机USB接口的数据采集存储电路设计》
数据采集和存储系统是现代工业监控、科研实验等领域不可或缺的一部分，而将计算机技术和单片机结合则能实现更高效、更灵活的数据处理。本文以C8051F320单片机为基础，设计了一款集数据采集、存储和USB通信功能于一体的电路，旨在简化数据传输系统，提高系统在恶劣环境下的可靠性。
C8051F320是CYGNAL公司推出的一款高性能单片机，其内部集成了8051内核，运算速度是标准8051的12倍。该芯片拥有丰富的内存资源，包括528字节RAM和2048字节XRAM，足以满足数据处理和缓冲的需求。此外，C8051F320的串行扩展功能使其能够轻松连接各种串行芯片和外部设备，而内置的USB接口则大大简化了数据传输的复杂性，支持全速和低速USB2.0协议，具备1KB USB缓存，无需额外的外部电阻，方便与PC机进行即插即用的通信。
数据采集存储电路的核心在于传感器信号的处理。传感器输出的模拟信号通过可变增益放大器放大后，由C8051F320的ADC（模数转换器）转换为数字信号。采集到的数字信号存储在ATMEL公司的AT45DB321C串行FLASH存储器中。该存储器采用SPI接口，与C8051F320的SPI接口无缝对接，通过NSS、SCK、RDY/BUZ和SO、SI信号线进行通信。系统设计中，8片45DB321C构成32MB的存储空间，通过74HC138译码器实现片选，确保高容量的同时，通过SPI级联和片选线实现对多片Flash的并行操作，提高了写入速度，解决了Flash写入慢的问题。
程序设计方面，C8051F320中的程序主要包括主程序、ADC数据采集、Flash数据存储和USB通信四个模块。主程序负责初始化、状态指示、操作控制和参数设置；ADC数据采集模块负责将模拟信号转化为数字信号；Flash数据存储程序则管理与Flash芯片的数据交换；USB通信程序则负责与PC机的通信，响应主机的请求，实现数据的回放和分析。
在LabVIEW平台上，回放的数据显示和数据分析处理得以实现，使得现场采集的数据能够实时地在PC机上进行深度分析，这对于实时监控和故障诊断具有重要意义。这种基于单片机的USB数据采集存储电路设计，不仅降低了系统成本，还提高了数据处理的效率，适用于多种需要实时监控和大量数据存储的应用场景，如文中提到的大型光伏系统运行状态监测。
总结来说，本文介绍的基于C8051F320单片机的USB接口数据采集存储电路，巧妙地融合了计算机和单片机的优势，通过优化的硬件和软件设计，实现了高效、可靠的数据采集、存储和通信，为工业自动化和科研领域提供了一种实用的解决方案。
