软件设计 - 基于MSP430和USB的数据采集系统

　　软件设计

　　本系统的软件设计主要包括单片机程序、USB驱动程序、PC机应用程序。单片机部分的程序也称为固件，它包括USB设备的连接、USB协议和中断处理等。 PDIUSBD12可以按照USB1.1协议对数据进行封装，然后与PC机进行数据交换。MSP430根据接受到的命令通过PDIUSBD12与PC机的应用程序进行交互。

　　MSP430向PDIUSBD12发送数据/命令部分程序如下：

　　void outportb（unsigned char port， unsigned char val）

　　{

　　P1OUT&=0xBF; /使PDIUSBD12的WR引脚为低电平

　　P5DIR=0xFF; /P5口为输出模式

　　if（port）

　　P1OUT|=A0; /A0为高电平，传输命令

　　else

　　P1OUT&=~A0; /A0为低电平，传输数据

　　P5OUT=val; /向PDIUSBD12写数据

　　P1OUT|=~0xBF; /恢复PDIUSBD12的WR引脚为高电平

　　}

　　MSP430从PDIUSBD12读取数据的部分固件程序如下：

　　unsigned char inportb（void）

　　{

　　unsigned char data=0x00;

　　P1OUT&= 0xDF; /使PDIUSBD12的RD引脚为低电平

　　P5DIR=0x00; / P5口为输入模式

　　data=P5IN; /从PDIUSBD12读取数据

　　P1OUT|=~0xDF; /恢复PDIUSBD12的RD引脚为高电平

　　return i;

　　}

　　MSP430中ADC12模块提供了4种转换模式，在此采取序列通道单次转换模式，以方便上位机实时控制。四个通道A/D转换只须启动一次，最后一个通道转换完成后设置中断标志位。对转换模式、转换采样时序以及转换通道的设置如下：

　　ADC12CTL0=ADC12ON+SHT0_2+MSC; /打开ADC12并设置采样时间

　　ADC12CTL1=SHP+CONSEQ_1; /序列通道单次转换模式

　　ADC12MCTL0=INCH_0; /选择通道0

　　ADC12MCTL1=INCH_1; /选择通道1

　　ADC12MCTL2= INCH_2; /选择通道2

　　ADC12MCTL3= INCH_3+EOS; /选择通道3和序列结束标志

　　ADC12CTL0|=ENC; /启动AD转换

　　整个数据采集的过程都是由PC机为中心，PC机通过向MSP430发送命令来控制A/D转换的开始和结束。对于MSP430收到的控制数据（命令），我们在此规定：

　　字节1：0xFF----启动A/D转换，0xFE----停止A/D转换

　　如果MSP430收到的数据第一个字节是0xFF，先设置标志adflag=1，然后启动A/D转换并设置相应其他的参数，当四个通道的数据采集和转换均完成，最后通过USB接口向PC发送采集到的数据。当MSP430收到的数据的第一个字节是0xFE，则设置adflag=0，不启动A/D转换。

　　PC机端的应用程序是VB.NET环境下开发，它主要完成对采集到的数据进行解封装、显示，控制整个数据采集系统的进行、停止、并设置相应的一些参数，以及最后的数据分析处理工作。上位机程序框图如图4所示。

　　
图4

　　结语

　　桥面防水层测试仪对桥面沥青和水泥之间的防水层的测试包括拉拔、撕裂、剪切等试验，本系统将三种试验的电气硬件部分通用化，通过上位机软件的设置对不同试验的数据进行相应的解封装、显示和处理分析。在沥青桥面测试现场中，由于天气、温度、湿度等一些不确定的因素，对测试结果造成了一定的影响，这就要求测试周期应尽量短，试验点应尽量多，高速、实时、便携式、多通道测试仪的优点在此得到了充分的体现。试验表明，该系统应用到拉拔仪、剪切仪试验中，用户界面友好，操作简便，测试的精度、速度以及系统的可靠性完全满足要求。