压力是工业生产和科研领域中的一个重要的参数指标,工业生产的现代化管理需要能够提供对压力数据的实时采集和监控。传统总线的采集设备存在安装繁琐、传输速率低、可挂载的设备少等问题,制约着数据采集系统的发展。由于USB总线在支持热插拔、数据传输快、性价比高等方面的特点,本文提出了基于USB采集卡的压力数据采集系统,解决了传统总线面临的问题。文中首先介绍了USB总线的特点,并阐述了USB数据采集设备的国内外发展状况。之后详细介绍了USB协议的有关规定,并根据系统的性能指标,设计了基于USB采集卡的压力数据采集系统的整体方案。本系统采集压力变送器的压力信号,利用USB总线传输压力数据,实现对压力数据的实时动态采集。系统的硬件设计主要包括了PIC16F886单片机的最小系统,USB接口电路设计以及串口调试电路。USB接口电路采用的USB接口芯片是PDIUSBD12芯片。利用PIC16F886单片机内部的10位A/D模块采集压力变送器的压力信号,压力数据通过USB接口传输到PC机,并通过串口调试电路,利用调试助手打印出USB枚举过程信息。系统的软件设计包括了单片机的固件程序、USB设备驱动程序以及采集应用程序。单片机的固件程序是压力采集系统软件设计的底层部分,主要包括了系统的初始化程序、USB的枚举过程程序、压力数据采集程序。USB枚举程序用来完成PC机对USB采集卡的识别。USB设备驱动程序,提供了采集应用程序访问USB数据采集卡的接口。采集应用程序提供了压力数据采集系统的界面,动态显示采集的压力数据。系统的输入电压范围是0~5V,采集的压力值范围是0~1Mpa,压力值可允许的误差范围是±0.5%。系统测试结果显示,能够完成压力数据采集功能,压力值的误差范围在±0.5%。本系统通过USB总线,将采集的压力数据传送到PC机并显示,具有支持热插拔,使用方便的优点。