USB便携式设计分析论文

USB 便携式设计分析论文 摘要：讨论了串行总线（USB）技术应用于便携式多道 γ 能谱仪的可行性，并详细介绍了系统的硬件、固件、设备驱动程序以及应用程序的设计方法，最后给出了其性能测试结果。 关键词：USBγ 能谱数据采集 WDM 野外地面 γ 能谱测量技术主要讨论地壳岩石土壤中产生的能量范围约为 30keV～3000keV 的 γ 射线，这里面包含着轴、钾等天然放射性核元素信息、核工程活动产生的大量人工放射性核元素信息以及 γ 射线与地壳相互作用产生的相关信息。而用于猎取和处理γ 能谱数据的多道 γ 能谱仪是重要的讨论课题，其功能是把从 γ 射线探测器得到的脉冲信号转换为 X-Y 轴的能谱形式并显示出来（X 轴代表能量，Y 轴代表脉冲计数）。 传 统 的 多 道γ能 谱 仪 一 般 采 纳NIM（NuclearInstrumentModule）插件的标准模式。但其存在体积庞大、抗干扰能力差等缺点，不适合于野外现场测量。为适应多道 γ 能谱仪智能化、微机化、便携化的实际需要，本设计采纳笔记本电脑作为 γ 能谱仪的上位机。常用接口方式主要有 RS-232C 串口、红外线端口、EPP 并口、USB、1394、Ethernet 等。这几种接口方式的特点比较如表 1 所示。 表 1 接口方式特点比较 方式长度（m）速度（b/s）主要优点主要缺点 串口 1520k 应用广泛，研发简单速度慢，逐渐被淘汰 并口 108M 速度较快，研发简单逐渐被淘汰 红外线 2115k 无线传输距离短，可靠性差，耗电大 USB1.1512M 传输稳定，速度快，使用方便，具有弹性，代表接口进展方向协议复杂，研发难度较大 13941.5400M 传输速度快，具有弹性特定用途（视频），研发难度大 Ethernet50010M 传输可靠，使用方便，资源共享特定用途（LAN），研发难度大 经过比较轮证发现，USB 作为近年出现的一种代表微机接口进展方向的新型总线法律规范，其便捷易用、速度快、可靠性高等特点，使之非常适合作为便携式多道 γ 能谱仪的接口方式。目前大多数笔记本电脑一般都有两个以下的 USB 端口，USB 法律规范规定每个端口提供 5V、500mA 的电量，而笔记本电脑在实际应用时，通常是通过自带锂电池供电的，无法提供足够的电量给外设，这时就会造成外设工作不正常，甚至使系统崩溃。考虑到本系统下位机部分功耗较大，因此供电方式使用外置电源。 笔者在吸收借鉴 γ 能谱测量技术最新讨论成果的基础上，进行了 USB 便携式多道 γ 能谱仪的设计。本设计主...