原创 简单的USB接口数据采集系统

用USB接口的数据采集系统，使用简单方便，无需外接电源，还可以利用PC机强大的运算能力处理数据。这类系统一般都要用单片机做接口控制，对于不会使用单片机的人是个难题。这里介绍一个不用单片机的USB数据采集系统，只要会用VB编程就可以实现。

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一、系统的硬件构成

本系统的电原理如上图，CH371是USB接口芯片，MAX197多路AD转换器做数据采集，电脑对采集的数据进行处理。

CH371是南京沁恒电子出品的一种简单易用的USB接口芯片，它包括芯片本身和计算机端的通用驱动程序。CH371以硬件逻辑实现了USB通信协议传输控制的整个过程，通用驱动程序通过软件向计算机应用层提供设备级接口，因此用户不必考虑USB通信协议、固件程序、驱动程序、底层数据传输过程等，就可以设计出各种USB接口设备。

CH371有多种工作方式，除了数据传输方式外，它还可以工作在一种主控方式，即使没有连结单片机、DSP等控制器，也可以输出控制信号和输入数据。CH371的D7~D0、A3~A0都是双向引脚，它们可以被分为两组，分别设置用于输入或输出。把CH371的A3~A0与MAX197的CS、WR、RD、HBEN四根输入控制线相连，把D7~D0和MAX197的并行数据端口相连，就可以通过软件直接控制MAX197的工作。

MAX197是MAXIM推出的12位AD转换器，单5伏供电，内置4.096伏电压基准，外围电路很简单，仅需外接几只电容就可以工作。MAX197有内外两种时钟和采样模式，模拟输入量程和极性可选，有0~5伏、0~10伏、±5伏、±10伏四种。有8个模拟输入通道。所有这些都可以通过软件来选择，即向MAX197写入一个字节的控制字来实现，控制字的各位功能见下表：

二、系统的软件设计

1.       CH371计算机端的软件接口

CH371在计算机端提供了三个层次的软件接口，最高层是应用层接口。应用层接口是由CH371动态链接库DLL提供的面向功能应用的API函数。每个函数实现一个具体的功能，并用简便易用的API参数代替设备级接口中所要求的数据格式，所有API在调用后都有操作状态返回，用户只要选择特定的API函数就可以实现所需的功能。

CH371动态链接库DLL提供的的API函数包括设备管理、数据传输、中断查询、I²C操作和直接控制等几类，我们这里要用的是两个直接控制函数。

CH371GetStatus(ByVal iIndex As Long, ByVal iStatus As Long,ByRef iDataReg As Long)As Boolean

它的功能是通过CH371直接输入数据和状态，其中iIndex指定CH37设备序号，iStatus指向一个双字单元，用于保存状态数据。Bit7~Bit0对应CH371的D7~D0引脚。IDataReg指向一个双字单元，用于保存数据寄存器的数据。

CH371SetControl(ByVal iIndex As Long, ByVal iCtrData As Byte, ByVal iCtrlAddr As Byte,ByVal iData0e As Boolean, ByVal iAddr0e As Boolean)As Boolean

它的功能是通过CH371直接输出控制信号。ICtrData是准备写入D7~D0数据寄存器的数据, iCtrlAddr是准备写入A3~A0数据寄存器的数据, 它们都必须在输出使能时才可以输出数据。iData0e控制D7~D0输出使能，1输出、0输入。iAddr0e控制A3~A0输出使能，1输出、0输入。

2.       VB应用程序

应用程序是用VB编写的，它的核心就是调用上述两个API函数，通过CH371的D7~D0和A3~A0向MAX197写入控制字，启动模数转换，最后读出转换结果。VB要使用CH371动态链接库中的API函数，首先要用Declare语句在全局模块的代码段声明这些函数，CH371芯片厂商在其提供的VB DEMO中，有两个MODULE已经包含了CH371所有的API函数，用户只需要在自己的工程项目中将其加入即可。通过这两个函数调用，向MAX197写入控制字，设定模数转换器的工作方式、选择输入通道、启动模数转换，最后读入转换结果，存入电脑，再做进一步处理。