基于AVR USB接口的溫度測量系統下位機

近年來，隨著集成電路以及芯片制造技術的不斷發展，不同的USB通信芯片不斷涌現，目前典型的USB通信芯片有CH375、PDIUSBD12等，這些器件的特點是功能較為強大，但價格較高，很難在中低價位的產品開發中使用。而AVR USB技術則是利用高性能的8位RISC架構的AVR單片機的IO口來模擬USB的通信端口，并由軟件來實現USB通信協議，以將普通的AVR單片機模擬成一個USB低速設備，從而實現AVR單片機與計算機之間的通信和控制。盡管這種方式只能實現低速傳輸，但對常用數據量不是十分巨大的系統而言，它已經足夠使用了，且其速度遠遠高于傳統的串口傳輸速度，因而在產品開發中具有廣闊的應用前景。本文便是利用AVR USB技術來實現對溫度的測量和顯示功能。

1 系統下位機軟件流程

下位機軟件設計及其實現可基于WINAVR編程環境，代碼則可利用C語言實現。AVR單片機主要完成兩個功能：溫度測量和數據傳送。溫度測量主要是對電壓信號進行采樣，以確定溫度的離散數值。傳送數據則是將測量的數據通過AVR所模擬的USB端口傳至PC端，以便PC端進行數據的顯示和處理。其主要流程如圖1所示。

2軟件功能的實現

2.1溫度數據的采集

ATmega8內含一個10位逐次逼近型ADC。該ADC可與一個8通道的模擬多路復用器連接，以對來自端口C的8路單端輸入電壓進行采樣。單端電壓輸入以0 V(GND)為基準。AD轉換的時序圖如圖2所示。