基于USB2.0的轨道电路信号车载采集与分析系统

文章摘要：2．3 FlF0的数据缓存作用由于A／D最高采样频率可达100MHz，而主控芯片CY7C68013中的FIFO只有4kB，不能满足A／D数据转换器的要求，因此需要在A／D和CY7-C68013之间增加一个高速的FIFO来缓存数据。FIFO是先进先出的数据缓存器，数据在其内部顺序写入、顺序读出，其数据地址由内部读写指针自动加1完成。它具有双口输入输出、采集传送速度快等特点，能满足高速数据传输的要求。由FIFO构成的数据缓冲电路主要部分的接口电路如图4所示。IDT7205有两种工作模式，即IDT标准模式和FWFT模式。本设计中采用IDT标准模式，这种模式通过FF、PAF、PAE、HF、EF五个标志

基于USB2.0的轨道电路信号车载采集与分析系统,标签：接口技术,微机原理与接口技术,http://www.88dzw.com

　　2．3 FlF0的数据缓存作用

　　由于A／D最高采样频率可达100MHz，而主控芯片CY7C68013中的FIFO只有4kB，不能满足A／D数据转换器的要求，因此需要在A／D和CY7-C68013之间增加一个高速的FIFO来缓存数据。FIFO是先进先出的数据缓存器，数据在其内部顺序写入、顺序读出，其数据地址由内部读写指针自动加1完成。它具有双口输入输出、采集传送速度快等特点，能满足高速数据传输的要求。由FIFO构成的数据缓冲电路主要部分的接口电路如图4所示。

　　IDT7205有两种工作模式，即IDT标准模式和FWFT模式。本设计中采用IDT标准模式，这种模式通过FF、PAF、PAE、HF、EF五个标志位来实现数据的传输。／WEN(写使能端)置为有效时，数据可以写入FIFO。在WLCK(写时钟)的控制下，数据持续写入FIFO，当第一个数据被写入时，／EF(空标志)无效，数据不断地写入FIFO，即将写满时／PAE(将空标志)无效，／PAF(将满标志)有效，表示FIFO即将写满。当FIF0写满时，／FF(满标志)置为有效，控制A／D芯片停止写数。开始读数据时的第一个读操作使／FF置为无效，此时开始持续地读取数据，当FIFO中数据减少到一定程度，会使／PAF(将满)和／HF(半满)两个标志位置为无效，持续读出数据，而不写入数据；当FIFO中只剩下N个字时(N为空状态的缺省值)，／PAF有效；当FIFO中的数据被全部读出时，／EF置为有效，此时控制主控芯片停止读取数据，与此同时A／D也开始下一个读取数据过程。

　　3 系统软件设计

　　3．1 固件设计

　　USB固件是运行在FX2芯片CY7C68013中的代码。在数据采集卡连接到计算机后，通过一个能自动完成固件下载以及设备重枚举功能的设备驱动程序，即固件下载驱动程序将USB固件下载到FX2的RAM中。

　　Cypress公司针对FX2系列的USB芯片给出了一个Firmware(固件)库，用户只需要在源程序中包含进EZUSB．H和EZREGS．H， 并且把EZU-SB．LIB和USBJMPB．OBJ添加进项目即可。

　　在设计中还利用了FX2的框架。FX2程序框架用于加速开发芯片外设。框架为FX2的初始化、处理设备标准USB设备请求以及USB挂起时的电源管理提供了现成的805l代码，只需简单地提供USB描述符表，编写完成外设功能的代码就可以开发一个功能完善的USB外设。

　　CY7C68013芯片的端点数总共有7个，根据设计需要，我们选择了其中的3个端点，其中1个控制端点、1个发送端点和1个接收端点。

　　3．2 驱动程序

　　在采集卡工作的运行WindowsxF台的主机上，Cypress公司提供了Windows下的通用驱动程序(GDP)。本采集卡使用这个通用驱动程序，不需要自己另行开发。

　　3．3 用户程序设计

　　用户程序设计部分则是基于C++Builder开发平台，设计并实现数据采集系统的功能。系统软件总体上包括数据采集(通道控制、触发控制)、波形显示、参数测量、频谱分析及波形存储与回放等五大模块。软件界面如图5所示。

　　3．3．1 数据采集模块

　　数据采集模块在整个系统中占有重要的地位，它是系统的核心。其工作流程图如图6所示，本模块主要完成通道控制、触发控制等功能。数据采集部分的参数设置正确与否，直接影响到后面的分析、处理、显示等功能能否实现。这部分的参数设置主要包括：

　　(1)通道控制。主要包括通道个数控制，系统提供的通道数为末通道数减去首通道数加1。

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