基于ATmegal28控制器和CH375接口的高速数据采集系统

ATmegal28采用16 MHz晶振，机器周期为62.5 ns。通过软件编程设置在PD5端口产生周期为125 ns的方波，作为AD9220采样的时钟信号(CLK)。由于每次采样后ATmegal28还要进行数据存储，数据存储时间需62.5 ns，故每获得一个数据总共需要187.5 ns。经测试表明，转换速率可达到5MS/s。

　　当ATmegal28接到上位机请求上传数据的命令后，立即将采集到的数据通过USB接口电路传输给上位机．CH375与ATmegal28接口电路如图4所示。CH375是USB总线的通用设备接口器件，内置USB通讯中的底层协议，支持主机方式和从机方式，具有8位数据总线(DO-D7)、地址输入(A0)、读(RD)、写(WR)、片选控制线(CS)以及中断输出(INT)，它作为从机挂接到ATmegal28的数据总线上与上位机进行通信。当AO为高电平时，选择命令端口，可以写入命令；当A0为低电平时，选择数据端口，可以读写数据，单片机通过8位并口对CH375进行读写。CH375在接收到上位机端发送的数据后或者发送完数据后，以中断方式(INT4)通知单片机，单片机分析中断状态并进行相应处理。

　　3USB接口软件设计

　　在本地端，采用从机方式的CH375在系统中采用内置固件模式，端点O作为默认端口，CH375自动处理默认端口0的所有事件，端点2的上传端点作为批量数据发送端点，端点2的下传端点作为批量数据接收端点。单片机对CH375的操作是采用命令加数据的I/O操作方式，任何操作都是先发命令给CH375，然后执行数据输入输出。

　　在计算机端，使用VC作为计算机端应用软件的开发平台，利用CH375动态链接库DLL提供的API函数对其进行操作。该动态链接库提供的可供利用的APl包括：设备管理API、数据传输API、中断处理API。首先，将CH375器件的驱动程序和动态链接库拷贝到计算机中，再将动态链接库的访问入口及函数定义入口添加至VC项目中，此时对USB设备的通信编程与访问本地硬盘中的文件几乎相同。

　　CH375在计算机应用层与本地端单片机之间提供了端对端的连接，该系统采用数据加应答方式进行通讯，该方式具有数据自动同步、程序设计简单、较好的交互性和可控性等优点。请求加应答方式使用一个下传的主动请求和一个上传的被动应答进行交互式的双向数据通讯，下传与上传一一对应，相互关联。主动请求是指由计算机应用层下传给单片机的数据请求，被动应答是指在单片机收到数据请求后，上传给计算机应用层的应答数据。所有的通讯都由计算机应用层发起，然后以接收到单片机的应答结束，完整的过程包括：

　　(1)计算机应用层按事先约定的格式将数据请求发送给CH375；

　　(2)CH375以中断方式通知单片机，单片机进入中断服务程序，获取CH375的中断状态并分析；

　　(3)如果是上传，则释放当前USB缓冲区，单片机将应答数据写入批量端点的上传缓冲区中，然后退出中断程序；

　　(4)如果是下传，则从数据下传缓冲区中读取数据块，分析接收到的数据块，将应答数据返回给计算机，然后退出中断程序；

　　(5)计算机应用层接收到应答数据。