一种信号采集电路及采集方法技术

本申请实施例公开了一种信号采集电路及采集方法。所述信号采集电路，包括，外接端子、对外供电开关、判决电路以及CPU，其中：所述外接端子，设置有2个引脚，其第一引脚与设定的信号采集点连接；以及，第二引脚与预先设定的外部电源地连接；所述对外供电开关，其第一端与预先设定的外部电源连接，第二端与所述信号采集点连接，控制端接收到连通控制信号时实现第一端和第二端之间的连通控制；所述判决电路，判断所述信号采集点的电压值高于判决设定值时，输出能够触发所述CPU的第二GPIO引脚接收到高电平信号的第一导通信号，否则，无输出，以使得所述CPU的第二GPIO引脚接收到低电平信号。

【技术实现步骤摘要】
一种信号采集电路及采集方法
本申请实施例涉及信息采集领域，尤指一种信号采集电路及采集方法。
技术介绍
在工业控制领域，干接点(drycontact)和湿接点(wetcontact)应用比较广泛。干接点是一个无源开关，具有闭合和断开2种状态；两个接点之间没有极性，可以互换。常见的干接点信号有：限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关、水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器等输出的信号。当对处于断开状态的干接点输出信号进行采集时，通常采集到数字信号“1”；当对处于闭合状态的干接点输出信号进行采集时，通常采集到数字信号“0”。湿接点是有源开关，具有有电和无电的2种状态，两个接点之间有极性，不能接反。工业控制上，常用的湿接点输出电压范围是直流DC0～30V，典型的为DC24V；常见的湿接点输出信号有：NPN型三极管的集电极输出信号，达林顿管的集电极输出信号，红外反射传感器和对射传感器的输出信号等。当对处于无电状态的湿接点输出信号进行采集时，通常采集到数字信号“0”；当对有电状态的湿接点输出信号进行采集时，通常采集到数字信号“1”。现有技术中，通常由信号采集电路采集表征干接点或者湿接点当前工作状态的输出信号，并由CPU对采集到的输出信号电压值进行逻辑转换后确定数字信号值。其中：信号采集电路对干接点当前工作状态进行采集的典型方式如图1所示，信号采集电路向干接点输出预定电压值(例如，图1中所示出的12V)，检测干接点的当前工作状态，当干接点断开时，CPU采集到数字信号“1”；当干接点闭合时，CPU采集到数字信号“0”。信号采集电路对湿接点当前工作状态进行采集的典型方式如图2所示，湿接点内部有预置电源(例如，图2中所示出的DC24V)，信号采集电路不需要向其供电，当湿接点无电时，CPU采集到数字信号“0”；当湿接点有电时存在预定值(例如，图2中为DC24V)输出，CPU采集到数字信号“1”。由于现有技术中干接点和湿接点有不同的应用场合，并且两者长期并存，因此信号采集电路的输入端(即：接点输出信号的连接端)通常需要设置3个引脚的输入端子，通过选择不同的接线方式分别对应干接点和湿接点的输出信号，实现对其当前工作状态的采集。典型的信号采集电路如图3所示。当所采集信号对象为干接点时，信号采集对象是无源的，需要闭合开关K1，由信号采集电路向外供电，电缆连接输入端子引脚②和引脚③，干接点闭合时，输入端子引脚②和引脚③短路，CPU采集到数字信号“0”；干接点断开时，输入端子引脚②和引脚③开路，CPU采集到数字信号“1”；当所采集信号对象为湿接点时，信号采集对象是有源的，自身可以输出电压，电缆连接输入端子引脚①和引脚③，断开开关K1，由此，湿接点无电时，CPU采集到数字信号“0”，湿接点有电，存在预定值电压(例如，DC24V)输出时，CPU采集到数字信号“1”。但这种方式明显存在以下缺点：(1)对于待进行接点输出信号采集的设备而言，要预先获知信号采集对象的接点类型，以使得连接线缆接到信号采集电路输入端对应的引脚上；(2)在实际应用场景中，无论是干接点还是湿接点，通常都只需要2个引脚进行信号输出，而信号采集电路又通常为了两种接点的兼容而采用3个引脚的输入端子，施工人员在接线时需要查阅两端的资料，确定连接关系，一旦线缆连接错误，可能导致信号采集对象或者信号采集电路的损坏甚至起火燃烧。
技术实现思路
为了解决上述任一技术问题，本申请实施例提供了一种信号采集电路及采集方法。为了达到本申请实施例目的，本申请实施例提供了一种信号采集电路，包括，外接端子、对外供电开关、判决电路以及CPU，其中：所述外接端子，设置有2个引脚，其第一引脚与设定的信号采集点连接；以及，第二引脚与预先设定的外部电源地GND1连接；所述对外供电开关，其第一端与预先设定的外部电源Vcc1连接，第二端与所述信号采集点连接，控制端接收到连通控制信号时实现第一端和第二端之间的连通控制；所述判决电路，判断所述信号采集点的电压值高于判决设定值时，输出能够触发所述CPU的第二GPIO引脚接收到高电平信号的第一导通信号，否则，无输出，以使得所述CPU的第二GPIO引脚接收到低电平信号。一种信号采集方法，所述方法利用上文所述的信号采集电路进行信号采集，所述方法包括：将外接端子的引脚与待进行信号采集的接点输出信号连接；按照确定的采样周期对接点输出信号进行采样，并根据采样结果确定接点类型及当前状态。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：能够利用2个引脚的输入端子接入接点的输出信号，自动兼容干、湿接点类型，无论是干接点还是湿接点，都能准确采集到标识接点当前工作状态的输出信号，解决了施工过程费时费力的接线方式甄别问题，避免了错误连接导致的安全问题。本申请实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例的实施例一起用于解释本申请实施例的技术方案，并不构成对本申请实施例技术方案的限制。图1为现有技术中对干接点当前工作状态进行采集的示意图；图2为现有技术中对湿接点当前工作状态进行采集的示意图；图3为现有技术中兼容采集干接点和湿接点当前工作状态的信号采集电路的示意图；图4为本申请实施例提供的一种信号采集电路的原理框图；图5为本申请实施例提供的另一信号采集电路的原理框图；图6为本申请实施例提供的信号采集电路的原理图；图7为本申请实施例提供的一种信号采集方法的流程图；图8为本申请实施例提供的确定采样周期的流程图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。针对上述问题，本申请实施例提出一种信号采集电路，它能够利用2个引脚的输入端子接入接点的输出信号，自动兼容干、湿接点类型，无论是干接点还是湿接点，都能准确采集到标识接点当前工作状态的输出信号，解决了施工过程费时费力的接线方式甄别问题，避免了错误连接导致的安全问题。如图4所示，一种信号采集电路，包括，外接端子、对外供电开关、判决电路、第一光电隔离电路、第二光电隔离电路以及CPU，其中：所述外接端子，设置有2个引脚，其第一引脚与设定的信号采集点A连接，用于将接点的输出信号传递至信号采集点A；以及，第二引脚与预先设定的外部电源地GND1连接；此处接点的输出信号可以是干接点的输出信号也可以是湿接点的输出信号，对于接点类型并不做任何限定；信号采集点A为预设的采集位置，只要在外接端子第一引脚所引入信号的传输路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号采集电路，包括，外接端子、对外供电开关、判决电路以及CPU，其中：/n所述外接端子，设置有2个引脚，其第一引脚与设定的信号采集点连接；以及，第二引脚与预先设定的外部电源地(GND1)连接；/n所述对外供电开关，其第一端与预先设定的外部电源(Vcc1)连接，第二端与所述信号采集点连接，控制端接收到连通控制信号时实现第一端和第二端之间的连通控制；/n所述判决电路，判断所述信号采集点的电压值高于判决设定值时，输出能够触发所述CPU的第二GPIO引脚(GPIO2)接收到高电平信号的第一导通信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种信号采集电路，包括，外接端子、对外供电开关、判决电路以及CPU，其中：
所述外接端子，设置有2个引脚，其第一引脚与设定的信号采集点连接；以及，第二引脚与预先设定的外部电源地(GND1)连接；
所述对外供电开关，其第一端与预先设定的外部电源(Vcc1)连接，第二端与所述信号采集点连接，控制端接收到连通控制信号时实现第一端和第二端之间的连通控制；
所述判决电路，判断所述信号采集点的电压值高于判决设定值时，输出能够触发所述CPU的第二GPIO引脚(GPIO2)接收到高电平信号的第一导通信号。


2.如权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述采集电路还包括：第一光电隔离电路，其中：
所述第一光电隔离电路的输入端与所述CPU的第一GPIO引脚(GPIO1)连接，输出端与所述对外供电开关的控制端连接，在所述CPU的第一GPIO引脚(GPIO1)输出触发信号时，向所述对外供电开关的控制端发送连通控制信号。


3.如权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述采集电路还包括：第二光电隔离电路，其中：
所述第二光电隔离电路的输入端与所述判决电路的输出端连接，输出端与所述CPU的第二GPIO引脚(GPIO2)连接；
所述第二光电隔离电路在接收到第一导通信号时，向所述CPU的第二GPIO引脚(GPIO2)输出高电平信号，否则，向所述CPU的第二GPIO引脚(GPIO2)输出低电平信号。


4.如权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述判决设定值根据湿接点在闭合状态下的输出信号的电压阈值确定。


5.如权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述信号采集电路还包括：设置在所述外接端子和所述信号采集点之间的静电防护电路，所述外接端子的第一引脚通过所述静电防护电路与设定的信号采集点连接。


6.如权利要求5所述的信号采集电路，其特征在于，所述静电防护电路包括：磁珠(LB1)和瞬态二极管TVS(D2)，所述磁珠(LB1)的一端与所述外接端子的第一引脚连接，另一端与所述信号采集点连接并且与所述外部电源地(GND1)之间设置有瞬态二极管TVS(D2)。


7.如权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述对外供电开关包括：第一PMOS管(Q1)，所述第一PMOS管(Q1)源极为第一端，漏极为第二端，栅极作为控制端。


8.如权利要求7所述的信号采集电路，其特征在于，所述信号采集电路还包括：第一光电隔离电路；
所述第一光电隔离电路包括：第一光耦(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、NPN型三极管(Q2)，其中，第一光耦(U1)的正输入端通过所述第一电阻(R1)与内部电源(Vcc2)连接，负输入端与所述三极管(Q2)的集电极连接，正输出端通过所述第二电阻(R2)与所述外部电源(Vcc1)连接，且与所述第一PMOS管(Q1)的栅极连接，负输出端与外部电源地(GND1)连接，所述三极管(Q2)的基极通过所述第三电阻(R3)与所述CPU的第一GPIO引脚(GPIO1)连接，发射极与内部电源地(GND2)连接。


9.如权利要求8所述的信号采集电路，其特征在于，所述判决电路包括：稳压二极管(D1)，第二PMOS管(Q3)、NMOS管(Q4)、第六电阻(R6)，第七电阻(R7)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔宇，
申请(专利权)人：瑞斯康达科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11