USB接口的24位数据采集器在色谱分析仪中的应用

USB 全称为通用串行总线（universal serial bus），是一种标准的连接接口。USB 接口已渐渐成为现今个人计算机上最重要的接口之一，因为它具有支持热插拔、即插即用、一种接口适合于多种设备、连接简单、成本低和功耗小等诸多优点。

基于USB 接口的数据采集器硬件设计
根据裂解气相色谱（PGC）数据采集的精度和速度要求，数据采集器应该是双通道、宽量程、高灵敏的。它主要由24 位A/ D 转换器AD7710、具有USB 接口的微控制器AN2136 以及USB 通信接口等构成。为了使数据采集器在采样数据时不用与PC 机相连也能单独使用，因而采用了Flash 存储芯片存储采集程序和数据。数据采集器的结构图如图1 所示。
数据采集器性能指标如下：
采样速率20 点/ s （0.05s / 点）；量程范围- 100mV ～ + 2v；信号灵敏度2μv / 字；通道数单通道/ 双通道；数据位数24 位。

EZ - USB 系列微处理器AN2136
目前常用的带有USB 接口的微处理器有多种，根据性能要求和实际需要选用了CYPRESS 公司的EZ - USB系列的全速产品AN2136，其核心是增强型8051。它具有如下基本特性：①重新设备列举，ReNumeration允许作动态的RAM程序规划；②包含设备列举的USB 管理工作；③全速12Mbps；④8051 核心等等。因为EZ - USB系列比其它的USB 芯片提供了更先进的架构雏形，其中包含了增强版的8051 核心、8kRAM 以及智能型的USB 核心程序。此外，具有内建的RAM 也能够从PC 主机下载固件的程序代码。这个内建的内存省却了在许多系统中所需的内存。AN2136 有10 个I / O口，可以作普通I / O 口或特殊功能口使用；支持I2C 和SPI 两种串行标准；带两个外部中断口和两个定时器中断口；可以扩展外部数据存储器。芯片与主机间的数据线只有USBD + 和USBD - 2 根，还有两根电源线（ + 5V和GND）。USB 芯片也可无需另加外部电源，直接从USB 总线上取电。由于A/ D 转换器需要较大的电源功率及较高的精度，故该芯片采用外部电源供电。