在电子丈量中，常常需求对网络的传输特性和阻抗特性进行丈量，用于丈量传输特性的仪器被称为频率特性测验仪，简称扫频仪。曩昔，数字扫频仪的首要接口总线是PCI、RS232和并行总线等。这些接口总线均只支撑一种方法，而发展趋势是支撑主从两种方法。且其还存在不支撑热插拔、难以扩展的缺陷，给扫频仪的运用带来不方便。USB接口总线的呈现处理了这些问题。
1 扫频仪测控接口规划根底
1.1 数字扫频仪的测控原理
测控体系的组成如图1示。丈量设备的首要效果是向主操控器输入数据。履行单元是接纳主控器的操控信号、输出动作以及完结操控意图。接口是主控器和丈量设备及履行单元的通道，人机界面是体系和用户进行信息交流的前言。
1.2 USB2.0接口技能
一个USB2.0体系首要由3部分构成：USB主机、USB衔接和USB设备。关于开发人员来说这种USB体系被分为3个逻辑层，即功用层、USB设备层和USB总线接口层。每层均由主机和USB设备的不同功用模块组成。
1.3 扫频仪与核算机的衔接
为完成数字扫频仪的智能化和网络化，在数字扫频仪的根底上进行了USB测控接口的规划。该规划首要增添了两个功用：一个是核算机操控扫频仪，完成扫频仪丈量成果的在线剖析、显现和存储;另一个是扫频仪读写U盘，将丈量数据以及丈量的频率信息以文件的方法存储到U盘中并能够调用U盘中的数据。USB体系包括USB主机，USB设备和USB衔接3部分。当核算机操控数字扫频仪时，由扫频仪、USB主控芯片CH376及核算机组成一个USB体系，此刻核算机为USB主机，扫频仪为USB设备。当扫频仪读写U盘时，由扫频仪、USB主控芯片CH376以及U盘组成一个USB体系，此刻扫频仪为主机，U盘为USB设备。
2 硬件电路规划
2.1 扫频仪测控接口规划
规划是在原有数字扫频仪的根底上，经过扫频仪的微处理器ADSP-BF532内置的SPORT1口与USB操控芯片进行通讯。经过USB操控芯片将扫频仪设置成主机方法时，将U盘作为设备，可完成扫频仪主控U盘;USB操控芯片将扫频仪设置成从方法时，则核算机作为主控设备，可完成核算机操控扫频仪，全体电路规划如图2所示。
2.2 处理器模块规划
Blackfin532有两个相同的高速串口SPORT0和SPORT1，这两个串口支撑各种串行数据通讯协议。SPORT口包括接纳和发送寄存器。发送数据时，从内部寄存器写到SPORT口的存储器映射寄存器SPORTx_TX中。依据挑选，此数据可由硬件进行压扩后主动传送到移位寄存器，移位寄存器的位从SPORT口的DT引脚移出，最高位在前或最低位在前均可。接纳数据时，SPORT的接纳部分从DR接纳数据，接纳一个完好的字后，数据翻开并主动传送到SPORT的存储器映射寄存器SPORTx_TX中。该寄存器可被处理器拜访，发送和接纳时都要有同步时钟。
BF532的时钟可分为两种：一个是体系时钟;另一个是实时时钟。体系时钟经内部PLL倍频后为DSP供给核时钟和片上外设时钟。BF532和CH376的传输过程中需求的时钟信号便是由DSP的体系时钟进行分频得到的，最大能到达体系时钟的1/2。该时钟电路内部集成高增益反相，所以只需外接一个无源晶振，体系时钟选用27 MHz无源晶振，并联谐振电容到地即可。实时时钟经过外接一个32.768 kHz的时钟源，经过内部分频后，可发生秒信号时钟。
ADSP—BF532需外接一片Flash作为它的程序存储器。ADSP—BF532的异步程序存储操控器可达4MB寻址空间。能够经过运用AMS信号进行分页操作，总共可分为4页，每页1MB。依据DSP手册给出的程序存储器时序以及Flash手册供给的读写时序，将DSP的AMSO、AWE、AOE信号以及数据和地址总线别离衔接到Flash的WE#、CE#、OE#以及数据和地址总线，即可满意Flash的读写。
2.3 USB主控模块规划
CH376是文件体系管理芯片，其支撑USB主机方法和USB设备方法，即可装备成主方法和从方法。主方法时，数字组成扫频仪成为主机，U盘为USB设备，可完成扫频仪读写U盘的功用。从方法的时分核算机为主机，数字扫频仪为USB设备，能够完成核算机主控扫频仪的功用。
规划CH376的外围电路，首要需将CH376装备成SPI串行通行方法，有必要将RD#和WR#接GND，并将其他不必的引脚悬空。%&&&&&%C4用于内部电源节点退耦，然后下降USB传输过程中的EMI;晶体X1是振荡电路，用于向CH376供给体系时钟信号，该晶振要求是12 MHz;P50A是USB端口;电阻R20用于约束输出给外部USB设备的电流;C50首要用于削减在USB设备刚插入时的电源电压纹波;ACT#衔接的LED灯可起到指示效果。
图4给出了CH376和BF532的详细衔接电路。CH376在SPI方法下有6根信号线需求进行衔接，别离是SDO、SDI、SCK、SCS、中止ACT#和复位RST1。
3 测控剖析软件规划
软件规划首要包括扫频仪读写U盘软件规划和核算机主控扫频仪软件规划两部分。一般，微处理器主控U盘的软件模型如图5所示。规划应包括图5中左半部分的4个层次结构和测控软件规划，因为USB芯片CH376规划完善，功用强大，其不只有一个通用USB—HOST接口芯片，且内置了相关的底层传输、FAT文件体系管理等固件，所以只需编写应用层的APT函数和测控软件。API函数的规划首要编写的是读写U盘的根本函数，完成扫频仪和U盘的通讯;测控软件规划首要编写扫频仪对U盘的详细操控函数，完成扫频仪对U盘的操控。
核算机主控扫频仪的软件规划分为4部分：ADSP—BF532的本地程序;设备驱动程序，设备驱动程序是供给硬件衔接到核算机上的软件接口，CH376的厂商供给了驱动程序;核算机上运转的数字扫频仪的测控软件程序;驱动程序和测控程序之间通讯有必要运用的动态衔接库，即DLL。软件开发模型如图6所示。
BF532的本地程序规划、驱动程序规划、API和DLL的规划是扫频仪的通道规划，可完成核算机和扫频仪数据交流;BF532的本地程序规划和测控程序规划是测控剖析规划，完成核算机和扫频仪之间的操控、解析和处理功用。数字扫频仪测控接口软件规划流程如图7所示。
4 体系功用测验
本文依据USB的扫频仪测控接口规划首要可完成两个功用：一是扫频仪读写U盘，将扫频仪丈量的幅频特性和相频特性数据以文件的方法写入U盘，一起扫频仪也能够将U盘中文件数据读入到扫频仪;二是核算机主控扫频仪。
首要挑选被测网络，该被测网络是一个带通网络。然后设置扫频仪的频率参数，中心频率设置为10.7 MHz，带宽设置为100 kHz。扫频仪将丈量到的该网络的幅频特性曲线和相频特性曲线显现在LCD屏上，如图8所示。
4.1 U盘测验
按下扫频仪的接口设置菜单中的U盘选项，如图8所示。进入读写U盘的下级菜单，在下级菜单中按下写U盘的按键，便可将数据以文件的方法写入U盘。经测验，成功创立swe ep.dat文件，并写入了包括幅频信息和相频信息的数据。因为dat文件可在上位机上调用，并制作幅频和相频的曲线，其显现出来的曲线如图9所示，与扫频仪LCD屏上显现的曲线相同，完成了扫频仪和U盘的通讯。
4.2 上位机的测验
将扫频仪经过USB线接到电脑上，然后按下扫频仪接口菜单的USB按键，此刻能够完成核算机主控扫频仪。翻开上位机软件，按下开端衔接按钮，并经过上位机设置扫频仪的中心频率为10.7 MHz，带宽为100 kHz。然后按下接纳数据按钮，接纳数据，然后改换参数，设置中心频率为10.75 MHz，带宽为200 MHz，两次接纳数据成果如图10所示。
由图10可知，用户经过上位机软件设置不同的频率参数后，接纳到的曲线不同，将图10和图8进行比照，标明两次接纳到的数据是正确的。阐明扫频仪呼应了核算机给其宣布的指令，核算机也接纳到了扫频发来的数据，完成了核算机主控扫频仪的功用。
