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本课题的研究目的是要开发一个基于USB总线接口的电机控制平台,并带有数据采集功能。主要包括两个部分:电机的运动控制和数据采集。控制的部分是实现在PC机控制下的步进电机的运动,数据采集方面是监控外界例如温度、压力、湿度等环境条件,以及运动轨迹等数据的采集。当前,步进电机的使用非常广泛,市场对控制卡的需求量很大。但目前市场上的控制卡,大都基于计算机的PCI或ISA总线,这会带来许多的不便:速度缓慢、插拔困难、插拔时需要打开机箱,而且,没有数据采集的功能。为了解决这个问题,方便用户在计算机上操控,本课题提出了采用计算机USB接口、且带有数据采集功能的控制卡方案。与PCI、ISA等总线相比较,USB拥有许多优点:支持热插拔、USB2.0的标准速度最高可以达到480M/s、携带方便、扩展容易等等。而且,USB接口几乎没什么缺点,现在的计算机都带有USB接口。这项研究工作很具实际意义,也符合当前控制卡的发展趋势。研究工作由三个部分组成:USB接口的使用,就是通过USB接口PC机和单片机实现通讯;电机的驱动问题;数据的采集。在整篇文章中,第一部分是核心部分,本文的一个重要创新点。在这部分,选择一种合适的USB接口芯片,探讨并研究了通过它实现PC机和单片机之间通讯的问题。选择恰当的USB接口芯片是工作的关键,这将决定后续的很多工作。目前市场上的USB接口芯片种类繁多,本文采用了南京沁恒电子公司的CH372,自带了驱动程序。第二部分的工作是产生电机驱动信号。为了合理利用单片机资源,驱动器所需信号不用单片机产生,这里使用Intel8253,在单片机控制下产生脉冲信号。第三部分是数据采集问题,分析并研究了环境的情况的影响,以及数据的采集的实现,包括在电机运动过程中将扫描的数据采集到单片机中。根据这样的顺序,本文共分五章:第一章是引言;第二章是USB接口设计;第三章是步进电机的控制;第四章是数据采集功能的实现;第五章是结论。