[发明专利]一种多电压信号输出方法及系统

权利要求书

1.一种多电压信号输出方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

S1、FPGA通过SPI协议与DAC芯片通信，并控制单极双投模拟开关器件的逻辑选择；

S2、DAC芯片通过SPI通讯协议接收FPGA传输的数字控制逻辑，并将数字控制逻辑转换为模拟电压输出；

S3，接收模拟电压输出并进行滤波放大，再基于单极双投模拟开关器件的输出信号将放大后的模拟电压信号进行输出端选择以形成多模拟电压输出。

2.根据权利要求1所述的多电压信号输出方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下子步骤：

S11、设置分频时钟：将FPGA的时钟分频为UART协议需要的时钟，分频后的FPGA的时钟也会用于给后续的SPI通讯协议；

S12、FPGA通过UART协议接收来自上位机发送的协议内容，用于解析多模拟电压控制指令和单极双投模拟开关器件的输出；

S13、FPGA将协议内容转换为DAC芯片可识别的数字控制逻辑，将数字控制逻辑通过SPI通讯协议传输至DAC芯片，并将协议内容中的单极双投模拟开关器件的输出信号传输至单极双投模拟开关器件。

3.根据权利要求2所述的多电压信号输出方法，其特征在于，所述协议内容包括DAC管脚确认协议内容、DAC电压确认协议内容；其中，DAC管脚确认协议内容包括单极双投模拟开关器件的输出信号指令、DAC管脚信息、DAC片选信息；DAC电压确认协议内容包括单极双投模拟开关器件的输出信号指令、DAC电压信息、DAC片选信息。

4.根据权利要求2所述的多电压信号输出方法，其特征在于，FPGA将协议内容转换为DAC芯片可识别的数字控制逻辑具体为：FPGA通过UART协议接收来自上位机发送的协议内容时一次性只传输8个比特，需将8个比特转换为DAC芯片定义的24比特的SPI通讯内容；SPI通讯内容每一帧包括40个比特。

5.根据权利要求2所述的多电压信号输出方法，其特征在于，每一帧包括40个比特，分为有效24比特数据和无效16比特数据；其中，有效24比特数据为24比特的DAC管脚信息或24比特的DAC电压信息；无效16比特数据为8比特的单极双投模拟开关器件的输出信号指令、8比特的DAC片选信息。

6.根据权利要求1所述的多电压信号输出方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：对输出的多模拟电压进行滤波。

7.根据权利要求1所述的多电压信号输出方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：每2个模拟电压信号为一组，可以使得最终的多模拟电压在2组之间通过多模拟电压进行选择。

8.一种多电压信号输出系统，用于实现权利要求1～6任一项所述的多电压信号输出方法，其特征在于，所述系统包括上位机、FPGA逻辑控制模块、数字模拟电压转换模块、模拟电压成形选择模块；

所述上位机，发送协议内容以控制全局的DAC芯片和单极双投模拟开关器件；

所述FPGA逻辑控制模块，用于通过UART协议接收来自上位机发送的协议内容，所述协议内容包括DAC管脚确认协议内容、DAC电压确认协议内容；将协议内容转换为DAC芯片可识别的数字控制逻辑，并将数字控制逻辑通过SPI通讯协议传输至DAC芯片；

所述数字模拟电压转换模块，用于通过DAC芯片将数字控制逻辑转换为模拟电压输出；

所述模拟电压成形选择模块，接收模拟电压输出并进行滤波放大，再利用单极双投模拟开关器件将放大后的模拟电压信号进行输出端选择以形成多模拟电压输出。

9.根据权利要求8所述的多电压信号输出系统，其特征在于，所述模拟电压成形选择模块输出的多模拟电压通过FPC连接器分别输入至对应的被控设备。

10.根据权利要求9所述的多电压信号输出系统，其特征在于，所述数字模拟电压转换模块中，DAC芯片的数量按被控设备的数量进行设置。