摘要：隨著計算機總線技術的發(fā)展，計算機在測控領域發(fā)揮越來越重要的作用，計算機總線從zui初的只有低速的isa總線，發(fā)展到133m的pci總線，一直到10g帶寬的pci-epress總線，使應用于高速采集的數(shù)據(jù)傳輸總線瓶頸逐漸得到解決。
另一方面，以太網(wǎng)技術的發(fā)展，傳輸速率從10m發(fā)展到1g，使基于網(wǎng)絡的分布式得到迅速發(fā)展，但以太網(wǎng)的采集模塊無法實現(xiàn)pci總線的中斷和dma響應功能，實現(xiàn)高速采集還需要采集模塊具有cpu等。測量總線vxi/pxi/lxi技術雖然可以實現(xiàn)高速采集、同步觸發(fā)與熱插拔功能，但價格昂貴。
usb總線的出現(xiàn)，恰好解決這一問題。in公司開發(fā)的通用串行總線架構（usb）的目的zui早是考慮基于計算機與之間的連接、設備連接易用性和端口擴充，而目前應用到各個領域。速度從11m到usb2.0的480mbps，已超過百兆以太網(wǎng)，且具有總線供電、熱插拔、中斷功能等，且成本低廉、架構開放，廣泛應用于一般測量領域。
usb規(guī)范
usb傳送信號和電源是通過一種四線的電纜，兩根電源線（v-bus/gnd）使用+5v電源,兩根信號線（d+/d-）,采用長短針的
方式可以保證熱插拔過程中的安全，同時usb規(guī)范制定了電源管理功能，系統(tǒng)軟件可以與主機的能源管理系統(tǒng)結合共同處理各種電源子件如掛起、喚醒，并且有特色的是，usb設備應用*的電源管理特性，可讓系統(tǒng)軟件控制電源管理并自動識別usb設備。的usb2.0規(guī)范支持480m的傳輸速率，從pciexpress的io橋中引出，保證了高速傳輸。
usb的總線布局技術
usb連接了usb設備和usb主機，usb的物理連接是有層次性的星型結構。每個網(wǎng)絡集線器是在星型的中心，每條線段是點點連接。從主機到集線器或其功能部件，或從集線器到集線器或其功能部件，從圖中可看出usb的拓撲結構。usb規(guī)范規(guī)定通過使用hub擴展可撥接多達127個外設，zui多六層，標準usb電纜長度為5m，通過hub或中繼器可以使外設距離達到30m（6*5）。近些年出現(xiàn)一種usb延長器技術，通過使用5類線可以將usb延長至100m，這種技術擴展了usb測量系統(tǒng)的靈活性，但對于要求高速和準確的測量系統(tǒng)來說該技術需要進一步檢驗，并沒有包含在規(guī)范中。
usb數(shù)據(jù)傳送類型
usb定義了4種傳送類型：
·控制傳送：可靠的、非周期性的、由主機軟件發(fā)起的請求或者回應的傳送，通常用于命令事務和狀態(tài)事務。
·同步傳送：在主機與設備之間的周期性的、連續(xù)的通信，一般用于傳送與時間相關的信息。這種類型保留了將時間概念包含于數(shù)據(jù)中的能力。但這并不意味著，傳送這樣數(shù)據(jù)的時間總是很重要的，即傳送并不一定很緊急。
·中斷傳送：小規(guī)模數(shù)據(jù)的、低速的、固定延遲的傳送。
·批傳送：非周期性的，大包的可靠的傳送。典型地用于傳送那些可以利用任何帶寬的數(shù)據(jù)，而且這些數(shù)據(jù)當沒有可用帶寬時，可以容忍等待。
通過以上機制可以保證usb設備在保證正確的情況下高速傳輸。
usb數(shù)據(jù)采集模塊設計
usb系列模塊是研華公司開發(fā)的數(shù)據(jù)采集模塊，包括完整的a/d，d/a，dio，usb轉串口，usbhub等產(chǎn)品，采用usb2.0標準，并進行加固型工業(yè)設計，在各領域有較多的應用。
以usb-47188通道熱電偶輸入模塊為例，原理圖如下：
差分信號通過多路選擇開關進入a/d轉換器，轉換后的數(shù)字信號通過usb接口芯片與計算機的usbhost相連，a/的轉換原理圖如下：
在提供硬件產(chǎn)品的同時，研華提供完整windows，wince，linux等操作系統(tǒng)下的驅動。不僅可以使用vc、vb、delphi等語言進行開發(fā)，通過驅動接口也可以應用到labview軟件中。
activedaqpro是研華新推出的圖形化測量組件，利用研華數(shù)據(jù)采集卡驅動和activedaqpro將復雜的開發(fā)過程全部封裝起來，給使用者呈現(xiàn)的是極其強大的功能、穩(wěn)定的性能和簡單的應用開發(fā)，這也體現(xiàn)了成熟的產(chǎn)品公司產(chǎn)品流程的完善。
以下是利用研華usb-47188通道熱電偶輸入模塊、設備驅動和activedaqpro開發(fā)的虛擬萬用表的實例?？梢詫崿F(xiàn)萬用表的全部功能，界面美觀。還包括普通萬用表不具備的溫度測量、曲線顯示、數(shù)據(jù)記錄和通訊功能。