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基于USB接口的数据采集系统-GSM功率测量VC++

毕业论文

目 录
1 绪 论 1
1.1  课题背景 1
1.2  课题的主要内容 1
1.3  整体方案选择 2
2 USB技术 4
2.1 USB总线概述 4
2.1.1 USB总线简介 4
2.1.2 USB总线的优点 4
2.2 USB协议简介 5
2.2.1 USB物理体系结构 5
2.2.2 USB设备逻辑结构 6
2.2.3 USB数据流模型 8
2.2.4 USB传输类型 9
2.2.5 USB低层通信协议 9
2.2.6 USB设备的枚举过程 10
2.3 USB外设开发流程 11
2.3.1 所需组件 11
2.3.2 开发工具 12
3 GSM数据采集系统硬件设计 13
3.1 I2C总线技术 13
3.1.1 I2C技术概述 13
3.1.2 I2C总线技术优点 13
3.2 USB接口电路 15
3.2.1 USB控制器 15
3.2.2 PDIUSBD12的接口电路设计 16
3.2.3 PDIUSBD12端点描述及命令字 17
3.3  微控制器系统——LPC935 18
3.3.1 微控制器概述 18
3.3.2 LPC935微控制器 18
3.4  射频监测 19
3.4.1 MAX4003的概述 19
3.4.2 MAX4003的应用 20
3.5 A/D转换 20
3.5.1 A/D概述 20
3.5.2 A/D的选择 21
3.5.3 MAX1237概述 21
4 接口程序设计 23
4.1 固件设计 23
4.2 驱动程序设计 27
4.2.1 设备驱动 27
4.2.2 IRP(I/O 请求分组)处理 29
4.2.3 分发例程 30
4.2.4 INF文件 30
4.3 应用程序设计 30
4.3.1 应用程序与WDM的通信 31
4.3.2 USB应用程序?榈氖迪 33
4.4 用VISUAL C++实现与USB驱动程序的通信 35
4.4.1 开发工具概述 35
4.4.2 总体设计 35
4.4.3 应用程序的主要函数设计 36
5 性能测试 39
5.1手机发射功率的两个方面 39
5.2 GSM手机发射功率 39
5.3 GSM时分特性 40
5.4 功率计算 41
5.4.1 采样分析 41
5.4.2 功率计算的设计思想 41
5.5 性能测试 42
6 结 论 46
6.1 本课题结论 46
6.2 研究工作的不足 46
6.3 今后研究方向的建议 46
参考文献 48
致  谢 49

 
基于USB接口的数据采集系统——GSM功率测量
 

摘要:随着数字信号处理理论和计算机的不断发展,数据采集与处理技术日益得到重视,本课题开发了基于USB接口的数据采集系统——GSM功率测量。该系统可用于测量手机的RF特性,不仅开发成本低,而且可以帮助手机的设计师提高产品的性能指标,增加手机的市场竞争力;帮助手机的维修商查找手机的RF故障;帮助手机的用户了解手机的辐射指标。本文介绍了1种基于通用串行总线USB的数据采集系统设计。随着用户对数据采集系统要求的不断提高,USB接口以其简单易用、速度快而被广大用户所接受。
本文简单介绍了USB接口特点及体系结构,随后对该数据采集系统的实现在硬件和软件两方面都作了详细论述。讨论了基于USB控制器的GSM功率数据采集系统的实现,并以PDIUSBD12控制器为研究对象,对USB系统的驱动程序及在主机方应用程序的搭建进行了开发,通过主机方应用程序的编写,实现了采用高级语言Visual c++对USB外设进行操作。本文建立了1个基于USB总线协议的数据采集系统。它是USB总线在数据采集系统中的具体应用,具有热插拔、传输速度快等优点,大大提高了通信的带宽。通过将USB总线技术应用于本系统,为以后将此协议应用于其它数据采集系统提供了实践经验和技术基础。
关键字:GSM;  USB;  数据采集;  驱动程序

                    

Data Collective System Based on USB Interface——GSM Power Measuring
 

Abstract:With the increasing development of the digital signal processing theoretic and the renewing of the computer,the data collective and processing technology are regarded more and more important。This paper, based on USB data collecting theoretic, exploits the system —— GSM power measuring.That system can be used to measure RF characteristic of the mobile phone. The cost of its exploitation is low, but it can improve the capability index of the product and increase the market competition ability of the mobile phone; it can help maintenance men check the RF malfunction and help customers know the index sign of radiation that mobile phones may emit.This paper describes the design of a data collective system based on USB. With the advance of the clients requirement on data collection of a system, as a late-model interface technology, USB is well accepted by vast clients because of its simplicity and high speed.
Firstly, the features and structure system of the USB interface are introduced. Then the implementation of the data collective system in the aspects of both hardware and software is introduced in detail.The paper discuss the realization of the GSM’s data collective system based on USB controller, and take the PDIUSBD12 controller as the research object, to develop the USB system’s driver program and the application program in PC. compiling the application in host, realizes the operation of USB exterior equipments with class language Visual c++.By introducing the USB technology, we solved some problem such as the slow transfer speed in the common collective data system. The paper built a data collect system based on USB protocol. It is the application of USB in the data collective system, possessed the merits such as hot plug, high transmission speed and so on, extended the bandwidth of the communication.. Applying USB technology to this system, this paper provides practicing experience and technique foundation for this protocol applied to other data collective in future.
Keywords: Global System Of Mobile Communication;  Universal Serial Bus;  data collective;  driver program
1  绪 论

1.1  课题背景
在移动通信迅速发展的今天,绿色手机、环保手机越来越受到设计部门、制造厂商和用户的重视,特别是电磁兼容的问题也更加突出,因此各种体制的手机的无线射频指标也将成为评价手机的重要部分。GSM(GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION)手机的发射功率,是关系到手机质量的关键指标,也是人们对手机环保的关心指标。但是用于手机射频测试设备价格非常昂贵,如安捷伦公司和KEITHLY公司的射频测试仪1般都要10几万美金,不利于小公司和手机维修商的需要。因此,开发1种经济实用的GSM功率测试产品,可以满足大多数手机OEM、手机维修单位的需要。本课题数据采集系统能够测量手机的RF特性,帮助手机的设计师提高产品的性能指标,增加手机的市场竞争力;帮助手机的维修商查找手机的RF故障;帮助手机的用户了解手机的辐射指标。
随着数字信号处理理论和计算机的不断发展,现代工业生产和科学技术研究都借助于数字处理方法。进行数字处理的先决条件是将所研究的对象进行数字化,因此数据采集与处理技术日益得到重视。瞬态信号检测,软件无线电等1些领域,更是要求高速度,高精度,高实时性的数据采集与处理技术。这些新技术的应用使我们开发低成本、实用的产品成为可能。
1.2  课题的主要内容
由于USB 的诸多优点,在传输距离不是问题的前提下,我们可以设计出许多具有前途的智能仪器。要做到这点并不难,我们只需在原来成熟的仪器电路中加入USB控制器就可以了。
本文讨论了基于USB 接口的数据采集系统的实现,并以PDIUSBD12芯片为研究对象,对USB 系统的驱动程序及在主机方应用程序的搭建进行了开发。针对普通GSM功率采集系统存在的传输速度慢等问题通过引入USB 总线技术来解决。
本文主要的研究工作:
(1) USB接口数据采集系统基于PDIUSBD12芯片的硬件电路的设计。
(2) 对USB 外设在Windows 系统下的驱动进行研究,使得实现PC 可与USB 外设进行通信。
(3) 对USB 主控芯片操作进行研究。
(4) 编写Windows 系统下的应用程序,对USB 外设进行读取。
1.3  整体方案选择
手机的GSM功率信号主要是在手机通话中,手机在每帧内在指定的时隙向基站发送,1般是每

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