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基于USB2.0的同步高速数据采集器的设计
摘要：介绍了一种基于USB2．0接口的同步高速数据采集的设计方案及其软硬件的设计方法，对Cypress的USB2．0控制芯片CY7C68013和同步数据采集芯片AD7862的特性作了简要说明，同时重点介绍CPIP及其驱动软件的设计。关键词：USB2．0 EZ—USB FX2 同步数据采集
随着计算机技术的迅速发展，对外部总线速度的要求越来越高。通用串行总线(Universal Serial Bus，即USB总线)凭借其即插即用、热插拔以及较高的传输速率等优点，成为PC机与外设连接的普遍标准。在许多便携式电脑上，已经找不到RS-232接口。迄今为止，常用的USB总线标准有1998年发布的USBl．1版本和2000年发布的USB2．0版本。其中1．1版本支持两种传输速率：1．5Mbps和12Mbps，主要应用在低速传输要求的场合；而2．0版本面向高数据率传输的场合，支持480Mbps的传输速度，并向下完全兼容USBl．1协议。在实际应用中，通常会遇到一些突发信号，需要对其进行高速采集，对数据进行高速传输，所以USB2．0标准自然成为首选。以Cypress公司的EZ-USB FX2系列中的CY7C68013芯片作为核心控制器，设计开发了一套符合USB2．0标准的高速同步数据采集器。
1 CY7C68013芯片
Cypress公司的EZ-USB FX2系列中的CY7C68013，是目前市面上比较少的符合USB2．0标准的USB控制器之一。与其它同类芯片相比，它提供了4KB的FIFO和一个功能十分强大的GPIF(General Programmable Interface)模块。后者相当于一个可编程状态机，正是由于它的存在，使得CY7C68013比其它同类芯片具有强大的互联能力。图1是CY7C68013芯片的结构示意图，其主要特点如下：
·CY7C68013内部集成了一个增强型的51内核，其指令集与标准的8051兼容，并且在多方面有所改进。例如：最高工作频率可达48MHz，一个指令周期为4个时钟周期，两个UART接口，三个定时计数器，一个I2C接口引擎等。
·CY7C68013提供了一个串行接口引擎(SIE)，负责完成大部分USB2．0协议的处理工作，从而大大减轻了USB协议处理的工作量，并且提供了4KB的FIFO保证数据高速传输的需要。
·为了满足与各种不同类型外设的互联需要，芯片中集成了一个GPIF模块，让用户可以按照外设的时序进行波形编辑，而不需要复杂的程序描述，就可以保证GPIF与内部．FIFO的协调工作，实现芯片与高速外围设备之间的逻辑连接和高速数据传输。这对于开发者来说是相当友好的。笔者就是利用这一特性，实现数据的高速同步采集及传输。
图1
2 同步高速数据采集芯片AD7862
2．1 AD7862的结构
AD7862是AD公司推出的高速、低功耗、双极
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