USB接口的24位數(shù)據(jù)采集器在色譜分析儀中的應(yīng)用

USB 全稱為通用串行總線（universal serial bus），是一種標(biāo)準(zhǔn)的連接接口。USB 接口已漸漸成為現(xiàn)今個(gè)人計(jì)算機(jī)上最重要的接口之一，因?yàn)樗哂兄С譄岵灏?、即插即用、一種接口適合于多種設(shè)備、連接簡單、成本低和功耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)。

基于USB 接口的數(shù)據(jù)采集器硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)裂解氣相色譜（PGC）數(shù)據(jù)采集的精度和速度要求，數(shù)據(jù)采集器應(yīng)該是雙通道、寬量程、高靈敏的。它主要由24 位A/ D 轉(zhuǎn)換器AD7710、具有USB 接口的微控制器AN2136 以及USB 通信接口等構(gòu)成。為了使數(shù)據(jù)采集器在采樣數(shù)據(jù)時(shí)不用與PC 機(jī)相連也能單獨(dú)使用，因而采用了Flash 存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)采集程序和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集器的結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。
數(shù)據(jù)采集器性能指標(biāo)如下：
采樣速率20 點(diǎn)/ s （0.05s / 點(diǎn)）；量程范圍- 100mV ～ + 2v；信號(hào)靈敏度2μv / 字；通道數(shù)單通道/ 雙通道；數(shù)據(jù)位數(shù)24 位。

EZ - USB 系列微處理器AN2136
目前常用的帶有USB 接口的微處理器有多種，根據(jù)性能要求和實(shí)際需要選用了CYPRESS 公司的EZ - USB系列的全速產(chǎn)品AN2136，其核心是增強(qiáng)型8051。它具有如下基本特性：①重新設(shè)備列舉，ReNumeration允許作動(dòng)態(tài)的RAM程序規(guī)劃；②包含設(shè)備列舉的USB 管理工作；③全速12Mbps；④8051 核心等等。因?yàn)镋Z - USB系列比其它的USB 芯片提供了更先進(jìn)的架構(gòu)雛形，其中包含了增強(qiáng)版的8051 核心、8kRAM 以及智能型的USB 核心程序。此外，具有內(nèi)建的RAM 也能夠從PC 主機(jī)下載固件的程序代碼。這個(gè)內(nèi)建的內(nèi)存省卻了在許多系統(tǒng)中所需的內(nèi)存。AN2136 有10 個(gè)I / O口，可以作普通I / O 口或特殊功能口使用；支持I2C 和SPI 兩種串行標(biāo)準(zhǔn)；帶兩個(gè)外部中斷口和兩個(gè)定時(shí)器中斷口；可以擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。芯片與主機(jī)間的數(shù)據(jù)線只有USBD + 和USBD - 2 根，還有兩根電源線（ + 5V和GND）。USB 芯片也可無需另加外部電源，直接從USB 總線上取電。由于A/ D 轉(zhuǎn)換器需要較大的電源功率及較高的精度，故該芯片采用外部電源供電。