2022年2022年基于单片机和USB总线的数据采集系统开题报告 .pdf

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1、本科生毕业设计（论文）开题报告论文 (设计 )题目基于单片机和USB 总线的数据采集系统设计作者所在系别电子工程系作者所在专业自动化作者所在班级作 者 姓 名作 者 学 号指导教师姓名指导教师职称教授完 成时 间年月北华航天工业学院教务处制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 1 说明1根据学校毕业设计 (论文) 工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告。开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审

2、查的依据材料之一。2开题报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业教研室论证审查后生效。开题报告不合格者需重做。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4开题报告中除最后一页外均由学生填写，填写各栏目时可根据内容另加附页。5阅读的主要参考文献应在10 篇以上（土建类专业文献篇数可酌减） ，其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。6参考文献的书写应遵循毕业设计（论文）撰写规范要求。7开题报告应与文献综述、一

3、篇外文译文和外文原文复印件同时提交，文献综述的撰写格式按毕业设计（论文）撰写规范的要求，字数在2000字左右。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 毕业设计 ( 论文) 开题报告学生姓名专 业自动化班 级指导教师姓名职 称工作单位北华航天工业学院课题来源教师自拟课题课题性质设计课题名称基于单片机和USB 总线的数据采集系统设计本设计的科学依据（科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等）随着

4、现代工业生产和科学研究对数据采集系统的要求日益增高，传输速度、纠错能力和操作安装的简易型是人们进行采集数据是一直关心的问题，这使得数据通讯技术不可避免地成为了其中的关键技术，而数据采集系统采用何种接口进行数据通讯是影响系统整体效率的重要因素之一。USB （通用分串行总线）总线接口技术由于具有数度快、设备安装和配置容易、易于扩展、能够采用总线供电级使用灵活等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。 USB （通用串行总线，Universal Serial Bus）近年来开始在计算机外设中得到普及， 并逐渐成为计算机标准外设，它的出现是传统数据采集的问题可以得到很好的解决。相对于传统的串行、并行接

5、口，USB的优势在于：即插即用，支持热插拔；传输数度快，USB2.0 提供最高达480Mbps的传输率；最多可连接127 个设备；电源可从计算机或集线器获得，不需要外加电源。目前国内外都已开发出了一些成熟的 USB总线的数据采集设备产品，可见基于USB的数据采集系统具有广阔的应用前景，因此本课题的研究具有现实意义。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3 设计内容和预期成果（具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果

6、和 提 供 的 形式）本课题利用USB总线传输速度快，支持热插拔的特点，通过USB总线完成数据采集系统与PC机的通信，课题的研究内容如下：（ 1）设计系统硬件电路：电路合适的微控制器及USB控制器芯片，是采集的数据通过 A/D 转换变为数字量进入微控制器，再通过 USB总线将数据送到上位机（PC机）中进行处理，从而完成USB数据采集系统的硬件实现。(2) 系统固件程序的开发：通过设计基于USB接口的设备固件程序，完成USB控制器的初始化和USB设备枚举，同时实现数据的采集和传输。(3)USB 设备驱动程序设计：通过合适的USB驱动程序开发工具设计USB设备驱动程序，完成USB设备与主机的通信。

7、（ 4）主机应用程序的设计：通过设计用户界面应用程序，实现数据波形图在PC机界面上的显示，完成USB设备与主机的通信。重点问题：本课题涉及的理论知识主要是USB1.0 协议，重点在于硬件设计，难点在于编程和整片的调试。经过论证，在实现要求的前提下，为了降低系统的成本，选用接口级芯片PDIUSBD12 ，控制器选取8051，它有 64K 的存储容量，对于固件程序已经足够使用了；而且这款单片机支持在线编程，通过串口下载程序，这给程序下载和使用带来方便。程序设计采用C语言进行编程， 软件仿真采用KeiiC51 。预期成果：以单片机原理，硬件资源的功能应用，PDIUSB12 芯片功能与接口设计， US

8、B1.0 协议等理论知识为基础，设计出完整的系统原理图。根据原理图，将硬件系统资源焊接成PCB板。根据系统功能，设计编程固件程序，下载后进行调试，实验板在单片机控制下能单独工作后，然后和上位机进行联机调试，通过USB接口实现与上位机的互相通信。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 拟采取设计方法和技术支持（设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等）本课题拟采取的设计方法：把基于单片机和USB数

9、据采集系统设计分为两个部分，一是硬件设计，二是软件设计。硬件设计 : 它主要分为硬件系统的结构，接口芯片选择，接口硬件设计; 软件设计：一是充分了解D12的主要功能特点，为满足D12在USB 上的最大传输速率而编写固件程序，用C51语言编写 : 二是在充分了解WDM 驱动程序的基础上编写USB 的设备驱动程序；三是编写出界面友好、具有强大的数据处理和分析能力的应用程序。技术支持： USB协议，编译软件Keil C51 ，C语言。实验方法：一、画出系统原理图，制作出PCB版；二、把电子元器件焊接上去；三、编写相应的程序，并下载到单片机上；四、连接到PC上，进行调试。可能遇到的问题：焊点不充分 ;

10、 程序编译成功， 但是下载到单片山后就是不完全执行等等。当遇到这些问题的时候，解决办法只有一个那是反复测试，直到成功。实现本项目预期目标和已具备的条件（ 包 括 过 去 学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境 及 协 作 条 件等）预期目标：通过单片机接受传感器传来的数据，对它进行A/D 转换。然后，由USB （通用串行总线）传送给上位机（PC ） 。在 PC 上能够明确地读出当前的物理参数值。已具备的条件：在大学第四学期系统地学习过单片机的知识，能够对其进行编程，烧录。因为做过单片机的相关课程设计，并且亲手焊接过PCB板，所以具备一定的处理实际问题的能力。自己在学习单片机的时候买了一

11、个单片机开发板，所以可以对程序进行调试，这提高了开发程序的效率。在具体进行程序开发的时候，遇到不懂的问题可以向导师请教，这样也会提高工作的效率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 各环节拟定阶段性工作进度( 以周为单位 ) 时间进度安排：1. 第七学期第6 周第 15 周，查阅资料，完成开题报告、文献综述、外文文献翻译2. 第七学期第16 周第 17 周，开题报告审阅、答辩3. 第八学期第1 周第 4 周，设计系

12、统硬件电路 4.第八学期第5 周第 7 周，系统固件程序的开发5. 第八学期第8 周第 11 周， USB设备驱动程序设计,主机应用程序的设计6. 第八学期第12 周第 15 周，做出使用说明书，完成毕业设计论文开 题 报 告 审 定 纪 要时 间地点主持人参会教师姓 名职 务（职 称）姓 名职 务（职 称）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6 论证情况摘要记录人：指导教师意见指导教师签名：年月日教研室意见教研室主任签名：年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -