随工业环境越来越复杂,现场工程师对工业现场设备监控仪器的便携性、数据传输的速度和可靠性要求越来越高。针对这种情况,本文充分利用USB总线的即插即用、数据传输可靠性和高速等特点,配合DSP强大的控制与数字信号处理功能,设计了一种新型的便携式数据采集系统解决方案,并将其应用于焊接过程。本文主要完成了数据采集与传输单元、USB固件程序、USB驱动程序、PC机信号显示与处理四大部分任务。在数据采集与传输方面,采用DSP自带高速ADC模块,实现了分辨率10位,采样速率可达2MHz的高速采样。通过扩展USB控制芯片,实现了与PC机53MByte/s的高速数据传输,从而使数据采集系统变得更加便携易用。在USB固件程序方面,采用完全中断驱动的方式完成了设备枚举和数据采集。CPU处理前台任务时,USB的传输可在后台进行。确保了最佳的传输速率和更好的软件结构,同时简化了编程和调试。在USB驱动程序方面,利用DriverWorks开发环境,它以面向对象的思想完全封装了DDK(Device Driver Model)的所有库函数,通过Driver Works提供的类,轻松地编写出USB驱动程序,与采用传统的DDK相比,大大缩短了驱动程序开发周期。在PC机应用程序方面,动态显示模块采用多线程技术和高速数据转储的形式实现了高速大量数据实时显示和保存,较好地解决了在Windows平台上实现高速、大量数据实时显示时所出现的丢失数据、屏幕刷新等问题。静态分析模块结合Matlab提供的编程接口实现了算法复杂的小波分析。依据“计算机软件”即是仪器的思想,使本系统完全具备了虚拟仪器的特点。本课题研究和设计了USB技术在数据采集与PC通讯系统的应用,并给出了一套可行的整体开发解决方案。