基于CH372的USB数据采集系统在自然环境下的大数据采集技术设计与实现
基于USB总线的自然环境大数据采集技术设计与实现
在现代科学研究中，尤其是在自然环境中的数据采集分析领域，传统的数据采集卡（如A/D卡及422、485卡）由于安装复杂、价格昂贵、受计算机插槽数量和地址限制，以及无法做电磁屏蔽而导致采集数据失真等问题。随着对系统数据采集速度要求不断提高，USB作为一种新的外设连接技术，因其使用方便、易于扩展、高速传输能力而越来越多地应用于数据采集系统中。
本文提出了一种基于CH372USB控制芯片和SPCE061A单片机完成设备与主机通信的USB数据采集系统设计方法。该系统通过内置固件模式屏蔽了相关USB协议，使得硬件电路十分简单，可以广泛应用于各种大规模的自然环境下的数据采集中。
文章首先介绍了USB总线接口及其分类，并根据功能模块的需求选择了带有7通道10位精度A/D转换器的SPCE061A单片机和CH372USB控制芯片组成外部数据采集设备。然后详细描述了CH372主要特点，如支持全速设备接口兼容性强，具有省事内置固件模式以及灵活外置固件模式；同时也介绍了SPCE061A单片机性能特点，如高处理速度、高效率数字信号处理能力等。
文章接着阐述了系统硬件设计部分，包括CH372与SPCE061A之间通信方式，以及如何利用内部资源如晶体和电容进行操作。在此基础上，还讨论了软件设计部分，即包括固件程序、中断服务程序和主机端驱动程序，以及它们各自负责的事务内容。
最后，本文通过图1展示了整个硬件连接示意图，以帮助读者更直观地理解不同部分之间的交互关系，并为后续研究提供参考。此外，该系统还可以根据实际需求进行一定程度上的扩展性改进，比如增加更多通道或提升精度等，以适应更加复杂的大规模自然环境监测任务。
