USB Measurement Module for Virtual Instrumentation

摘要

Cieľom tejto diplomovej práce je návrh univerzálneho USB meracieho modulu pre virtuálnu inštrumentáciu. Modul je pripojený k PC pomocou rozhrania USB. Modul obsahuje analógové vstupy a analógové výstupy. Vstupy majú niekoľko prepínateľných rozsahov, nastaviteľné hornopriepustné a doľnopriepustné filtre. Ďalej obsahuje digitálnu vstupno-výstupnú jednotku s 8 kanálmi s konfigurovateľným smerom a napäťovou úrovňou. Súčasťou tejto jednotky je fyzická vrstva pre digitálne sériové rozhranie SPI/UART a I2C. Modul je schopný komunikovať s prostredím LabVIEW. Teoretická časť obsahuje prehľad komerčných USB modulov pre zber a generovanie dát od rôznych výrobcov s ich základnými parametrami. Vybrané moduly sú rozpísané podrobnejšie. Ďalej rozoberá možnosti prepojenia USB modulu s prostredím LabVIEW. Praktická časť sa zaoberá samotným návrhom vstupno-výstupných obvodov a návrhom celého meracieho modulu. Ďalej je v nej popísaný komunikačný protokol v MCU, obslužná knižnica k modulu a demonštračný program. Na záver sú výsledky meraní overujúcich a zisťujúcich parametre modulu. Výsledkom tejto diplomovej práce je zrealizovaný univerzálny USB merací modul s obslužnou knižnicou a programom v LabVIEW demonštrujúcim jej použitie.