USB接口在数字超声探伤PC机外置盒中的应用

 钱　骁,傅　元

(沈阳工业大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110023)

关　键　词:USB接口;数字超声探伤;外置盒

现代工业生产中,经常会使用到超声探伤设备.早期的超声探伤仪都是由模拟技术实现的,由于模拟技术存在很多局限性,在数字技术高速发展的今天,模拟技术的超声探伤仪已不能适应科技发展的要求.于是出现了数字式的超声探伤仪.国外的一种数字超声探伤仪是由超声探伤外置盒和笔记本电脑组成的.初期,超声探伤外置盒与笔记本电脑之间的数据传输是通过PCMCIA卡进行的.由于PCMCIA需要插在计算机的内部,安装时需要开机插卡,使用起来不方便,所以就需要找一种接口替代PCMCIA卡.随着计算机和电子技术的飞速发展,USB技术日益成熟,已被广泛地应用于各种数据传输.本文将介绍在数字超声探伤外置盒中使用USB总线技术来进行数字超声探伤设备与电脑之间的数据传输.

1　USB通用串行总线介绍

USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)是1995年由Compaq,Intel,NEC,Microsoft,等几家公司共同提出的一种新的串行通信总线.与传统的RS-232串行通信相比较,它具有传输速度快,即插即用,可提供电源等优点,使之成为现代数据传输的发展趋势.

1·1　系统组成

USB系统主要由主机,集线器和USB外围设备组成.主机包括主机软件和主控制器.集线器用于电源的提供和分配,以及控制端口的连接和下行端口的扩展.外围设备可以是单一的功能模块,也可以既具有特殊的功能又具有集线器作用的复合设备.

1·2　传输方式

USB具有四种传输方式:控制传输、批量传输、中断传输和同步传输.控制传输发送与设备的能力和配置有关的请求和数据.批量传输对时间的要求不严格,在有闲置带宽的情况下传输.中断传输指传输一些数据量小和具有突发性的数据.同步传输对传输时间的要求很严格,它对传输数据的延时小,为了满足传输的及时性,要求同步传输始终占有一定的带宽.同步传输常用于传送音频和视频信号.

2　硬件设计

2·1　硬件的总体设计

USB总线传输系统的硬件主要由USB接口芯片和微控制器组成.市场上出售有许多公司生产的USB接口芯片,其中有的接口芯片是将USB控制器和微处理器集成到一起,具有代表性的是Inter公司生产的8x930和Cypress公司的EZ-USB.这些芯片具有很多USB端点,同时可以设置很多种传输方式,适合于设计比较复杂的通信系统,当然价格也要高一些.还有一些芯片则仅仅是USB控制器,比较有名的有松下公司的US-BN9602和Philips公司的PDIUSBD12系列.这些USB控制器使用时要同微处理器一起使用.这些芯片端点较少,功能比较单一,适合于一些功能单一的场合.在本设计中,选用由Philips公司的PDIUSBD12接口芯片和ATMEL公司的89C52单片机组成USB控制系统.具体的结构如图1所示.