描述：

工业现场一般需要数据采集器完成各类数据采集任务。实际应用中要求数据采集器 工作可靠,成本低廉，操作简单，便于数据收集和分析,既能与PC 机联机工作又能独立采集 数据。

为此，本文以带有片上USB 控制器和D／A 转换器的高度集成处理器C8051F340 为核心器件，采用SD 卡存储技术利用USB 总线、虚拟仪器实现软件LabVIEW 设计图形 用户界面，设计一款低成本数据采集器。该数据采集器可与PC 机共同实现数据采集与分析, 也可长时间独立工作于工业现场，并将采集数据存放于大容量SD 卡，便于数据收集并利 用计算机分析。数据采集器的核心器件C8051F340是完全集成的混合信号片上系统型MCU， 具有高达48 MI／s 速率、流水线结构的8051兼容微控制器内核：全速、非侵入式的在线调 试接口；带有8个灵活的端点通道，具有收发器和1 KB FIFO RAM 的USB 功能控制器；电 源稳压器；带有模拟多路器的10位200 KS／s 的单端／差分ADC；精确校准的12 MHz 内部 振荡器和4倍时钟乘法器；多达64 KB 的片内Flash 存储器；4 352字节片内RAM；具有5个 捕捉／比较模块和看门狗定时器功能的可编程计数器／定时器阵列；3．3 V 工作电压，功 耗低且带有片内上电复位、VDD 监视器和时钟丢失检测器；容许5 V 输入的多达40个I／O 端口。还有与此处理器配套的免费集成开发软件Silicon Labs IDE，以及专为其片上USB 控 制器开发的USBXpress 开发套件,从而使得USB 软件开发变得容易。

系统设计方案

系统设计框图如图1所示，整个系统由PC 机和C8051F340数据采集模块组成。PC 机部分主要是软件设计，包括LabVIEW 软件编写的数据采集图形用户界面和C8051F340 单片机片上USB 主机API,负责接收、显示和处理由数据采集模块通过USB 接口发送的采集 数据。而数据采集模块主要由C8051F340处理器、预处理电路和SD 卡构成，负责通过 C8051F340片上D／A 采集经预处理电路的被测信号，再将采集信号存储至SD 卡，并经USB 总线传输给PC 机显示。另外，LabVIEW 应用程序和C8051F340应用程序均是采用Silicon Laboratories 公司提供的USBXpress 开发套件的API 和驱动程序来实现对底层USB 器件的 读写操作。

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