摘要：介绍了基于ＵＳＢ总线的实时数据采集系统的ＵＳＢ设备固件程序、驱动程序、应用程序的设计与具体实现。 关键词：通用串行总线 实时数据采集 设备固件 驱动程序在现代工业生产和科学技术研究的各行业中，通常需要对各种数据进行采集。目前通用的通过数据采集板卡采集的方法存在着以下缺点：安装麻烦，易受机箱内环境的干扰而导致采集数据的失真?熏易受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制，可扩展性差。而通用串行总线ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）的出现，很好地解决了上述问题，很容易实现便捷、低成本、易扩展、高可靠性的数据采集，代表了现代数据采集系统的发展趋势。１ 系统硬件设计与实现１．
【嵌入式系统/ARM技术中的基于USB总线的实时数据采集系统设计与实现】
在现代工业生产和科学研究中，实时数据采集系统起着至关重要的作用。传统的数据采集方法，如通过数据采集板卡，存在安装繁琐、易受干扰、扩展性差等问题。为解决这些问题，基于通用串行总线（USB）的实时数据采集系统应运而生。USB技术以其便捷、低成本、易扩展和高可靠性，成为了现代数据采集系统的发展方向。
**系统硬件设计与实现**
系统硬件主要包括模拟开关、A/D转换器、单片机和USB接口芯片。模拟信号通过模拟开关送至A/D转换器，转换为数字信号。单片机控制采集过程，USB接口芯片则负责存储采集数据并上传至PC，同时接收PC的控制信息。这里采用的USB接口芯片是Philips公司的PDIUSBD12。该芯片符合USB 1.1规范，集成了多项功能，支持自动DMA操作和多中断模式，能有效处理数据传输。
**系统软件设计与实现**
系统软件分为三个部分：USB设备固件编程、驱动程序和应用程序。设备固件是系统核心，用C语言编写，控制数据采集、处理驱动程序请求和应用程序指令。驱动程序采用分层结构，包括USB设备驱动程序和USB函数层。函数层由USB驱动程序模块（USBD）和主控制器驱动程序模块（HCD）组成，负责设备与控制器间的通信。为简化应用开发，编写了动态链接库，应用程序通过调用接口函数操作USB设备。驱动程序的开发需考虑初始化、即插即用管理、电源管理和I/O功能实现等模块。
**USB设备固件程序设计**
固件程序主要任务是控制A/D模块、处理驱动程序请求和接收应用程序指令。程序主循环中，单片机检测到PDIUSBD12的中断，根据中断类型执行相应服务。A/D模块的中断入口用于控制数据采集。
**驱动程序设计**
驱动程序的开发通常使用设备驱动开发工具包（DDK），以确保与Windows 98兼容。专用的设备驱动程序包括初始化、即插即用管理、电源管理和I/O功能模块，以适应实时数据采集设备的特性。
基于USB总线的实时数据采集系统通过优化硬件设计和软件架构，克服了传统数据采集方式的局限，实现了高效、灵活的数据采集解决方案，是现代工业和科研领域的重要技术。
