CN102364453B

CN102364453B - Usb交互接口数据采集电路

Info

Publication number: CN102364453B
Application number: CN201110319979.5A
Authority: CN
Inventors: 张勇; 徐姗姗
Original assignee: China North Industries Group Corp No 214 Research Institute Suzhou R&D Center
Current assignee: China North Industries Group Corp No 214 Research Institute Suzhou R&D Center
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-10-20
Also published as: CN102364453A

Abstract

本发明公开一种 USB 交互接口数据采集电路，它包括 USB 交互接口，该 USB 交互接口具有第一输入输出端口和第二输入输出端口，所述第一输入输出端口与主机相连实现数据交互，所述第二输入输出端口与 ARMCortex 处理器相连实现数据交互，所述 ARMCortex 处理器收集多路传感器信号并将多路传感器信号转换为数据传送至 USB 交互接口。本发明现对于现有技术的有益效果在于： 1 ）使用单一处理器实现对多种接口传感器采集的信号进行接收和处理； 2 ）使用 USBHID 接口既实现了数据的采集，又实现了对数据源采集频率和采集精度等的控制。

Description

USB交互接口数据采集电路

技术领域

[0001] 本发明涉及一种数据采集电路，更特别涉及USB交互接口数据采集电路。

背景技术

[0002] 随着物联网、车联网、军用物联网等产业的迅速发展，各种类型数据采集系统的用量剧增，尤其是传感器数据采集系统。传感器随着厂家不同，传感器类型不同，测量范围不同，接口类型也千差万别:有的使用电压输出、有的使用串口输出、有的使用电流输出、有的使用SPI接口输出、有的使用4-20mA接口输出……这样就给系统设计带来了很多困难，也给系统移植带来了很多困难。基于以上现状，本发明利用一种通用接口实现数据采集、处理和传输。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种USB交互接口数据采集电路，适用于各种接口，并且将各种信号源统一为同一种USB识别的数据。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种USB交互接口数据采集电路，它包括USB交互接口，该USB交互接口具有第一输入输出端口和第二输入输出端口，所述第一输入输出端口用于与主机相连实现数据交互，所述第二输入输出端口与arm Cortex处理器相连实现数据交互，所述ARM Cortex处理器收集多路传感器信号并将多路传感器信号转换为数据传送至USB交互接口的第二输入输出接口。

[0005] 优选地，所述ARM Cortex处理器为ARM Cortex_M3,该ARM Cortex_M3处理器米用LPC1768微控器。

[0006] 优选地，ARM Cortex处理器与多路传感器之间可采用ADC、CAN、USB接口。

[0007] 本发明现对于现有技术的有益效果在于:

[0008] 1)使用单一处理器实现对多种接口传感器采集的信号进行接收和处理；

[0009] 2)使用USB HID接口既实现了数据的采集，又实现了对数据源采集频率和采集精度等的控制。

附图说明

[0010] 图1是本发明实施例的电路原理框图。

[0011] 图2是本发明实施例的USB交互接口电路。

[0012] 图3是本发明实施例的ARM Cortex-M3处理器。

具体实施方式

[0013] 下面结合附图1-3之一对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。

[0014] 本发明的实施例中:

[0015] 如附图1所示，一种USB交互接口数据采集电路，它包括USB交互接口，该USB交互接口具有第一输入输出端口和第二输入输出端口，所述第一输入输出端口用于与主机相连实现数据交互，所述第二输入输出端口与ARM Cortex处理器相连实现数据交互，所述ARMCortex处理器收集多路传感器信号并将多路传感器信号转换为数据传送至USB交互接口的第二输入输出端口。所述ARM Cortex处理器为ARM Cortex_M3，该ARM Cortex_M3处理器采用LPC1768微控器。ARM Cortex处理器与多路传感器之间可采用ADC、CAN、USB接口。

[0016] 如附图2所不,USB交互接口的英文名为USB HID,是Human Interface Device的缩写，由其名称可以了解HID设备是直接与人交互的设备，例如键盘、鼠标与游戏杆等。不过HID设备并不一定要有人机接口，只要符合HID类别规范的设备都是HID设备。

[0017] 交互接口主要有两个作用:

[0018] 1)为整个电路模块供电:因USB接口第一脚VBUS可从主机取得+5V电压，最大电流可达500mA。因本系统ARM Cortex-M3处理器及外围电路工作电流较小，大部分电流可供外部各种数据源使用，可满足设计需求。

[0019])实现双向数据通信。可将经过ARM Cortex-M3处理器处理过的各种数据传输给上位机，也可实现按用户要求对采集频率、采集精度等指令传输给处理器。

[0020] 该设计既实现了采集到的数据上传，也实现了对采集频率、采集精度等的控制，为上位机用户实现交互式数据传输；同时USB为通用接口，无论在PC还是各种工控设备中几乎都可以直接连接，这样方便用户更换不同类型的数据源节点。

[0021] 如附图3所示，ARM CorteX-M3处理器及外围电路主要实现与各类数据源通讯:采集、处理、传输各类传感器采集到的信号，并控制各类数据源采集频率和精度、使能等功能。ARM Cortex-M3 处理器采用 NXP 公司的 LPC1768，LPC1768 有 IIC、SSP/SP1、10 位多路 DAC、12位多路ADC、CAN、USB等接口，可与多类接口传感器直接连接并处理采集到的数据，这大大方便了传感器后级信号处理和调理电路。Q1和Q2分别为32.768KHZ和12MHZ的晶振，为处理器提供工作时钟。处理器的1、2、3、4、5、17、100脚为处理器的JTAG接口，在本设计中主要用于处理器初始程序的下载和调试。为处理器供电的+3.3V和VDD10及为处理器ADC功能提供电压基准的基准电压等信号均加合适容值的电容进行滤波。

[0022] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种USB交互接口数据采集电路，其特征在于:所述USB交互接口数据采集电路将各种信号源统一为同一种USB HID交互接口识别的数据，包括USB HID交互接口，该USBHID交互接口具有第一输入输出端口和第二输入输出端口，所述第一输入输出端口用于与主机相连以实现数据交互，所述第二输入输出端口与ARM Cortex处理器相连实现数据交互，所述ARM Cortex处理器与多类接口传感器直接连接，收集多路传感器信号并将多路传感器信号转换为所述USB HID交互接口识别的数据并传送至所述USB HID交互接口的第二输入输出端口；所述ARM Cortex处理器还用于根据接收的数据采集频率和/或精度指令对所述传感器的数据采集频率和/或精度进行控制；所述USB HID交互接口，还用于通过所述第一输入输出端口从所述主机接收用户输入的数据采集频率和/或精度指令，并通过所述第二输入输出端口将所述指令传输给所述ARM Cortex 处理器。

2.根据权利要求1所述的USB交互接口数据采集电路，其特征在于:所述ARM Cortex处理器为ARM Cortex-M3，该ARM Cortex_M3处理器采用LPC1768微控器。

3.根据权利要求1所述的USB交互接口数据采集电路，其特征在于:ARM Cortex处理器与多路传感器之间可采用ADC、CAN、USB接口。