基于手機通信的心電圖機設計方案
加入技術交流群
2 系統軟件設計
軟件設計包括下位機和上位機2部分。下位機主要負責接收上位機的設置電壓值，并經過轉換后輸入到MAX522,從而輸出設置電壓。上位機則通過VUSB與下位機連接，并通過模擬的USB協議向下位機寫入數據。
2.1 下位機軟件
下位機軟件流程圖如圖5所示。其中設備初始化包括單片機端口初始化、DAC初始化及VUSB端口初始化。在初始化之后，程序進入主循環，在其中加入了USB輪詢函數usbPoll()，用來偵測USB事件。一旦偵測到上位機有USB通信請求時，usbdrv就會調用usbFunctionSetup()函數來處理請求。在此請求函數中接收上位機傳來的數據并將此數據轉換后寫入MAX522數據端口，啟動DAC輸出電壓。
圖5 下位機軟件流程。
設計中需注意以下幾點：
1)單片機方面的VUSB 底層驅動函數使用AVRUSB,最新版本的AVR-USB為C語言編寫并有詳細的注釋。開發平臺為WinAVR.GCC項目文件夾中需包含驅動文件(usbdrv文件夾)，并對usbconfig.h中的部分宏定義做一些修改。
#define USB_CFG_IOPORTNAME D//這個接口連接USB總線。當配置為D時，寄存器PORTD,PIND and DDRD將有效。
#define USB_CFG_DMINUS_BIT 1//位配置，是在USB_CFG_IOPORT 中連接USB D-的線。可以配置為接口的任何位。
#define USB_CFG_DPLUS_BIT 2//位配置，是在USB_CFG_IOPORT 中連接USB D+的線。也可以連接到任意口，但是注意D+一定要連接都中斷口INT0
2)單片機在接收到讀取數據命令時會自動調用usbFunctionSetup(uchar data[8])，在函數內把全局指針*usbMsgPtr指向所要發送的數據首地址，然后返回(函數返回值)所發送數據的長度就可以了。由于采用的是命令包方式傳輸數據，每次只能接收4個字節的有效數據，存儲在data[2]~data[4]中。
3)初始化時需要將MAX522的輸出置為關閉狀態。
寫入MAX522時首先寫入8位控制字，然后寫入8位DAC數據。
2.2 上位機軟件
上位機用C# 語言進行編寫，驅動采用一款名為LibUsbDotNet的開源USB上位機驅動庫文件。此驅動庫文件還提供了供。NET平臺調用的USB接口函數。使用時需包含相應的動態鏈接庫文件。
上位機軟件主要包括顯示設備連接狀態、寫入電壓值及讀取當前電壓值等功能。上位機軟件流程圖如圖6所示。
圖6 上位機軟件流程。
只有在總線請求為用戶自定義類型(Vendor)時單片機才會調用usbFunctionSetup(uchar data[8])這個函數，所以傳輸數據是通過發送用戶自定義類型的Setup數據包來實現的。讀數據時設置此數據包為IN,同時寫入需要讀取的字節數。寫入數據時設置數據包為OUT,4字節的有效數據則包含在所建立的8字節Setup數據包的data[2]~data[4]之中。
3 實驗驗證與分析
本數控直流穩壓電源在使用之前需進行校零。在初始狀態下，調節集成運放μA741的外接調零電阻使集成運放輸出為0,調節射極輸出器偏置電阻R13使輸出電壓為0.
在輸出最大的情況下，調節輸出集成運放的比例放大電阻R14,使得輸出電壓為12V.
校零之后將上位機設置電壓值與實際輸出電壓進行對比實驗，實驗數據如表1所示。
表1 電壓輸出對比實驗結果
所設計電壓源實際輸出值與設定值偏差較小，能夠滿足0~12V連續可調輸出，步進值為0.1V的使用要求。
4 結 論
設計了一種以單片機為主，基于VUSB技術進行數據傳輸控制的數控直流穩壓電源。輸出電壓值由單片機控制，步進調節方便，輸出穩定。既可以作為單獨的電源使用，也可以嵌入到其他需要步進電壓模塊的測試系統之中。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/176088.htm
評論