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本文首先介绍了基于USB的数据采集器的总体设计思想，将其硬件电路分为数据采集模块和USB设备接口模块两部分。利用内部带10位A/D转换并具有SPI接口的AVR单片机ATmega 16作为CPU，利用TI公司生产的具有SPI接口的10位D/A转换芯片TLV5617来实现D/A转换功能，这两个部分组成了数据采集的核心部件；利用PHILIPS公司的PDRJSBD12芯片来完成单片机与上位机的通信功能。
然后，在深入剖析各功能模块的工作原理和系统需求分析的基础上进行了软件设计。软件设计主要分为3部分的内容：
1、为获得最大传输速率和运行效率进行固件程序编程，主要包括单片机对A/D、D/A模块的控制、USB固件程序设计等；
2、为用户提供的以动态链接库形式封装的功能函数；
3、提供MATLAB封装程序，并为系统提供了一个测试用实例。
最后利用该数据采集硬件平台，结合SIMULINK模块，通过对常用的PID控制器和相平面分区控制器进行仿真分析和实时控制特性分析和比较，得出相平面分区控制器比PID控制器具有较好抗干扰能力的结论。