目前市场上有很多种数据采集设备可用于在ｐｃ上记录数据，如ｎａｔｉｏｎａｌ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ的ｌａｂｖｉｅｗ，不过这类设备的传感器件开始越来越多地采用ｕｓｂ接口而不是ｒｓ２３２或其他传统接口。过去在嵌入式系统中应用ｕｓｂ设备需要性能相对较强的硬件，要带有ｕｓｂ　ｈｏｓｔ控制器接口、ｒｔｏｓ以及ｕｓｂ软件驱动，结果因ｕｓｂ　ｈｏｓｔ功能实施成本的原因设计工程师一直都不太愿意在小型８位或１６位ｍｃｕ系统上增加ｕｓｂ设备。但随着最新一代智能ｕｓｂ　ｈｏｓｔ控制器ｉｃ的推出，与ｍｃｕ配合使用不仅可为ｐｃ应用使用ｕｓｂ数据采集设备，而且还可将数据存储在低成本高容量的闪存盘上。

　　数据记录应用

　　第一个应用实例显示了一个ｍｃｕ控制器和一个带有两个端口的ｆｔｄｉ　ｖｎｃ１ｌ　ｕｓｂ　ｈｏｓｔ控制器：一个用于数据传感器件读取信息，另一个用于闪存盘以存储信息。ｍｃｕ和ｕｓｂ　ｈｏｓｔ控制器之间通过ｕａｒｔ　（或者ｓｐｉ）命令监控接口进行通信，可使应用通过简单的命令集控制ｕｓｂ设备。

　　应用原理框图见图１。这里选择的ｍｃｕ是ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ　ｐｉｃｄｅｍ　４演示板上的ｐｉｃ１８ｆ１３２０，虽然它应该直接连到ｐｉｃ系列其他成员以及其他ｍｃｕ系列。ｍｃｕ和ｖｎｃ１ｌ之间采用４线连接（再加上电源和地），连到ｐｉｃ的ｅｕｓａｒｔ　（ｔｘ和ｒｘ）和两个ｉ／ｏ端口，以进行ｒｔｓ／ｃｔｓ数据流控制。另外，４线ｓｐｉ端口还可以通过直接位拆裂ｉ／ｏ端口实现。下面提供了两种方法的ｃ语言源代码。

　　该应用要求从一个ｄｌｐ　ｄｅｓｉｇｎ的ｄｌｐ－ｔｉｌｔ　２轴倾角传感器读取数据，然后以ｃｓｖ格式将接收到的数据存在ｕｓｂ闪存盘上。当ｄｌｐ－ｔｉｌｔ模块从ｕｓｂ总线接收到一个包含字母“ｚ”的ｏｕｔ数据包后，就会对传感器电流读数进行采样，倾角传感器读数被一个ｉｎ数据包读取。通过ｖｎｃ１ｌ监控器，ｏｕｔ数据包可以和ｄｓｄ　（设备发送数据）命令一起发送，后面跟着数据字节数和发送的数据。ｉｎ数据包和ｄｒｄ　（设备读取数据）命令一起被接收，ｖｎｃ１ｌ将返回字节数和从设备读出的所有数据。

　　由于ｕｓｂ需要将数据传递到数据包中，所以通常ｕｓｂ设备会有几个毫秒的延迟，尽管这可以通过对传感器数据提供更大的缓冲加以解决。当然，有些设计可能不需要ｕｓｂ传感器件而只是将数据存储到闪存盘上，在数据采集应用中通常都是这种情况，此时ｍｃｕ采样模拟数据或者记录外部源传来的数据。由于无需探查ｕｓｂ设备，因此这样可以得到更高的采集数据率。

　　数据采集应用

　　图２显示了一个模拟输入应用。此例中我们还是使用ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ　ｐｉｃｄｅｍ　４演示板上的ｐｉｃ１８ｆ１３２０作为ｍｃｕ。加速计模块是意法半导体的ｓｔｅｖａｌ－ｍｋｉ０１０ｖ１，它连到ｐｉｃ的模拟输入端。ｐｉｃ定期对该输入进行采样，结果送入ｆｉｆｏ缓冲器中，在软件中执行，然后由ｖｎｃ１ｌ写入存储设备。

　　ｖｎｃ１ｌ监控器提供命令对ｕｓｂ闪存盘文件进行读写，它还有命令管理文件系统，可对文件及文件目录进行建立、重命名以及删除操作。有了与ｕｓｂ设备进行通信的命令后，文件系统命令使用非常简单。将数据写入文件的顺序是：使用ｏｐｗ　（打开准备写入）命令，后面紧跟文件名，然后是ｗｒｆ　（写入文件），后面是写入字节数，然后是ｃｌｆ　（关闭文件），后面还是跟着文件名。

　　ｕｓｂ闪存盘的标准扇区大小是５１２字节，因此要达到最好效果就是在写入ｕｓｂ闪存盘之前提供５１２字节数据的缓存。ｕｓｂ闪存盘通常使用的文件系统是ｆａｔ１２、ｆａｔ１６或者ｆａｔ３２，在这些系统中簇按需分配，这样当簇没有按顺序排列时可能造成一些小的延迟，然而这通常只是在那些内容快满的盘上比较常见。

　　使用ｖｉｎｃｕｌｕｍ

　　几乎所有扇区容量为５１２字节和采用ｆａｔ文件系统的ｕｓｂ闪存盘都可以作为ｖｎｃ１ｌ的存储设备。ｖｎｃ１ｌ的固件可以在现场进行升级，通过ｕｓｂ闪存盘上特别的升级文件或者通过其ｕａｒｔ接口进行ｒｏｍ升级。基于ｖｎｃ１ｌ设计的其它优点是当ｕｓｂ闪存盘没有使用时它可以使其暂停以省电，而在执行文件操作期间自动唤醒，ｖｎｃ１ｌ本身也可进入低功耗睡眠模式并由微控制器应用唤醒。将ｕｓｂ设备协议及文件管理系统放到一个单独的ｉｃ上可为嵌入式数据记录或数据采集系统设计带来很多好处，它可使低功耗８位和１６位ｍｃｕ访问ｕｓｂ设备和闪存盘，而ｆｔｄｉ的ｖｎｃ１ｌ则以一种符合成本效益的方式实现了这一功能。

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