基于USB总线计算机称重系统的设计和应用

　　一、概述

　　USB总线是近年来发展起来的一种新型接日技术，它具有许多其它总线无法比拟的优点:即插即用，具有自动配置的能力。用户只需简单的将外设插入其总线接日中，计算机就能自动识别和配置USB设备;易于打一展，增加外设时无需添加接日卡，只需在外部接入USB设备便可以传送数据，使计算机以全新的方式控制外设。基于USB总线的计算机称重系统，利用了USB总线的优点，笔者以基于技术的16位AD7715为前端数据采集，用PHILIP的89C52不II PDIUSBDI2作为数据传送通道，计算机作为数据处理和存储终端，其中固件程序用C语言开发，用DriverStudi<)开发驱动程序，用VC++6.0开发上位机应用程序。

　　二、硬件原理、设计及关键技术

　　数据采集、传送、处理二部分组成的结构原理简图如图1所示，其中部分保护电路省略。

　　其中数据采集部分中AD7715是16位模数转换器，其内置的程控放大器有1}2}32}128四种增益选择。另外，AD7715还具有测量信号可从一30mV~2.5V } 0.0015%的非线性、差动输入、二线串行接日、缓冲输入、输出更新速度可编程等特点，使其特别适用于低频模拟小信号的测量，能够满足绝大多数称重场合的需要。图1中电阻R1和R2的阻值选择要使基准电压满足:VREF=VCCxFxG=VCCxR2/CR1+R2)，其中VCC为电源电压，F为传感器输出灵敏度系数，G为AD7715的增益放大倍数(1，2，32，128)，R1 和 R2为精密电阻。当然也可以根据计算用精密电源为VREF提供基准电压。AD7715与89C52的接线图中，P1.5为时钟信号输出，P1.4与DIN引脚相连，P1.3与DOUT引脚相连，P1.6与DRDY相连，片选信号和复位信号分别与P1.2和P1.1相连。VCC全部采用SV电压供电，日的是用USB总线自供电。

　　89C52的数据端日PO日接PDIUSBDI2的8位数据日，其时钟端XTAL2接PDIUSBDI2的时钟输出端CLKOUT} PDIUSBDI2的AO日在多路地址/数据总线配置中接高电平，组成了数据的传送电路。计算机通过USB日线与硬件相连接，进行数据的处理、显示和存储。

　　三、软件部分的开发

　　1 固件程序的开发

　　固件程序是实现数据采集的底层程序，89C52和AD7715及PDIUSBDI2固件程序部分的结构流程如图2所示。

　　硬件提取层是固件中的最低层代码，直接对PDIUSI3D12和AD7715访问，其主要完成PDIUS-I3D 12设备的初始化及AD7715的数据采集。 USI3器件与单片机的通信就像单片机外扩展的RAM一样，在硬件提取层中，要实现数据和命令的通信。硬件提取层的AD7715和PDIUSBDI2的初始化基本功能模块实现代码如下:

　　USB器件的命令接日程序要实现的功能主要是:将器件生产商的16进制功能代码改写为用户熟悉的C语言函数，以便主程序、中断服务程序、标准设备清求例程、厂商清求处理例程调用。详细清参考有关PHILIPS的产品文献。