基于MSP430和USB的数据采集系统
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2020-10-18
16:01:03
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基于基于MSP430和和USB的数据采集系统的数据采集系统
MSP430系列单片机是由美国TI公司生产的新一代16位单片机，它具有处理能力强，运行速度快、资源丰富、开
发方便等优点，具有很高的性价比，最近几年在国内得到了很广泛的应用。通用串行总线（USB）是现代数据
传输的发展趋势，它具有高速、可热插拔、易扩展、接口通用、无需外接电源等优点在数据传输方面得到和广
泛的应用。数据采集在工业测试系统中是一个很重要的环节，其精确性和可靠性是至关重要的，MSP430和USB
为此提供了理想的解决方案。本文以沥青桥面防水层检测仪为背景，阐述了基于MSP430和USB的数据采集系
统。
引言引言
系统硬件设计系统硬件设计
本系统采用TI公司的MSP430F149和PHILIPS公司的USB接口芯片
高性能的USB接口器件，它集成了SIE、FIFO存储器、收发器和电压变换器。SIE完成USB协议层，并完成高速硬件连接，
无需软件干预。此模块功能包括：同步模式识别、并串转换、位填充、解填充、CRC校验/产生、地址识别和握手相应/产生
等。MSP430F149芯片片内包括一个12位的A/D转换器ADC12、采样保持器和模拟多路器，ADC12与一般的ADC相比较，具
有高速、通用的特点，适合于精密的数据采集和转换，能够对8个外部模拟通道和4个内部电压通道（包括内部温度传感器反
馈的电压信号通道）进行A/D转换。ADC12还提供了高性能的采样/保持电路，为用户提供了更多的采样触发方式和转换时钟
周期的选择。ADC12提供了4种转换模式：单通道单次转换，系列通道单次转换，单通道多次转换，多通道多次转换。数据采
集流功能框图如图1所示。
图1 数据采集功能框图
本系统中MSP430F149和PDIUSBD12的硬件接口电路图如图2所示。PDIUSBD12的8位并行数据接入MSP430的P5口，
传输数据或者命令。MSP430的P17引脚接PDIUSBD12的A0，作为PDIUSBD12的命令或数据选择线。当A0=0，MSP430向
PDIUSBD12发送数据，当A0=1时，向PDIUSBD12发送命令。它们之间的数据交换采取中断查询方式，通过查询P14（P14
接PDIUSBD12的INT_N引脚）是否为低电平来确定是否接受到上位机的数据或命令，再结合D12_WR和D12_RD引脚实现
MSP430与PDIUSBD12的数据交换。PDIUSBD12的GL_N接LED来对其进行监控，当USB设备接入PC机时，LED亮，当在进
行数据传输时，LED将不断闪烁。
图2 MSP430F149与PDIUSBD12接口电路图
MSP430的P6口为其ADC12模块8个外部通道的输入端，由于传感器输出的信号比较微弱，同时在沥青桥面测试现场存在
着很多车辆噪声和工频信号的干扰，传感器采集到的数据需要经过一定的放大和低通滤波，才能被送到MSP430的ADC12模
块进行采集和转换，信号调理电路如图3所示。
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