[发明专利]通道数可扩展的中频信号采集电路、关键模块与采集方法

说明书

本发明通道数可扩展的中频信号采集电路、关键模块与采集方法属于信号采集处理领域；该通道数可扩展的中频信号采集电路包括模块识别单元、公用资源单元、模块组态单元和采集数据与传输单元；该通道数可扩展的中频信号采集方法包括单一ADC模块SPI采集数据情况下的中频信号采集方法和多ADC模块QSPI采集数据情况下的中频信号采集方法；本发明通过模块组态与模块识别实现1块MCU模块板和最多8块ADC模块板的信息交互，通道数在64路内的通道数可扩展的中频信号采集系统电路，提供一种总线与MCU直接连接，MCU模块板给各个ADC模块板提供资源，采用SPI通信为主双QSPI通信从的逻辑控制方法；可多路通道同步采集且每路通道也可保持其工作独立性。

技术领域

本发明通道数可扩展的中频信号采集电路、关键模块与采集方法属于信号采集处理领域。

背景技术

机械振动在自然界中无处不在，通过对机械振动的观察我们可以获得许多有用的信息。可以对机械振动进行采样发现其物理规律，以此来监测被测目标的振动情况，发现规律并运用所找到的物理规律。例如对地震波的监测实现地震预测，对航天设备振动信号的采集实现性能监测以及桥梁振动信号的采集实现桥梁安全监测等等。因此通过传感器采集中频振动信号，实现对信号的采集与检测是必不可少的。

振动采集的实际应用灵活多变，实际应用的不同环境所需要的信号采集点也不同。不同系统重新搭建，周期长成本高；如果采用完整的总线式数据采集系统如VXI、PXI又太复杂，成本昂贵。因此为解决针对性广泛通道数不同的需求，克服上述问题，利用电子技术发展的最新成果提出了类似的采集系统，适应中频信号的通道数可扩展的同步采集系统。

通过1块MCU模块板组合多块ADC模块板的方法，以此来实现针对多种传感器的通道数可扩展的中频信号采集系统。ADC模块板最多为8块，通道数最高可达64路且每路通道可独立工作。

发明内容

本发明的目的是通过模块组态与模块识别实现1块MCU模块板和最多8块ADC模块板的信息交互，通道数在64路内的通道数可扩展的中频信号采集系统电路，提供一种总线与MCU直接连接，MCU模块板给各个ADC模块板提供资源，采用SPI通信为主双QSPI通信从的逻辑控制方法。本发明可多路通道同步采集且每路通道也可保持其工作独立性。

本发明的目的是这样实现的：

通道数可扩展的中频信号采集电路，包括模块识别单元、公用资源单元、模块组态单元和采集数据与传输单元；

所述模块识别单元由1片4位数据比较器74HC85、1个4位拨码开关和2或3个移位寄存器74HC595组成；拨码开关为每一块ADC模块板设置物理地址，当ADC模块板接入MCU模块板时通过软件寻址实现对接入ADC模块板的识别功能；拨码开关SX1的1脚定义为COD0经电阻RX11接+3.3V，COD0接UX3的输入引脚10脚；拨码开关SX1的2脚定义为COD1经电阻RX12接+3.3V，COD1接UX3的输入引脚12脚；拨码开关SX1的3脚定义为COD2经电阻RX13接+3.3V，COD2接UX3的输入引脚13脚，SX1的4脚、5脚和6脚都接地实现对ADC模块板的编码功能；微处理器的IO口PE5通过连接器CN2经RX22连接UX3的输入脚9脚定义为RGA0；PE4通过连接器CN2经RX23连接UX3的输入脚11脚定义为RGA1；PE3通过连接器CN2经RX31连接UX3的输入脚14脚定义为RGA2；PE6通过连接器CN2经RX29连接UX8的输入脚13脚，UX8导通通过7脚输出定义为RGEN连接UX3的1脚；UX3的15脚、2脚与4脚接地，UX3的3脚接+3.3V；UX3输出引脚6脚定义为RGLD经RX24和发光二极管阳极相连，发光二接管阴极接地；UX3的6脚RGLD作为移位寄存器的锁存时钟与UX5和UX6的12脚相连接；