一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块制造技术

本实用新型专利技术提供了一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，属于模拟信号采集技术领域。其技术方案为：一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，包括CPU以及与CPU连接的模拟信号采集单元；所述模拟信号采集单元包括模拟信号输入端IN、电压采集单元以及电流采集单元，所述电压采集单元的输入端和所述电流采集单元的输入端均与所述模拟信号输入端IN连接，所述电压采集单元的输出端和所述电流采集单元的输出端分别与所述CPU连接；所述电流采集单元与所述CPU形成控制回路，控制所述模拟信号输入端IN能够采集的信号输入类型。本实用新型专利技术的有益效果：能够配置本模块的信号输入类型，在同一个模拟信号输入端实现对不同类型的模拟信号采集。模拟信号采集。模拟信号采集。

【技术实现步骤摘要】
一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块


[0001]本技术涉及模拟信号采集
，尤其涉及一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块。

技术介绍

[0002]目前市面上的模拟信号采集模块，绝大多数只能支持一种类型的输入信号，即，要么是0
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5V电压信号、要么是0
‑
10V电压信号、要么是4
‑
20mA电流信号，支持的输入类型是由硬件决定的，选择好硬件后输入类型就不可再更改。当然也有的模拟量采集模块能支持多种输入信号类型，但是是用拨码开关的方式实现的，使用前需要进行手动切换，这就造成模拟信号采集模块的种类繁多，通用性较差，使用拨码开关也会增加硬件复杂性。实际使用时，当模拟信号采集模块设置的位置较为分散或者距离上位机较远时，采用硬件手动设置模拟模拟信号采集模块的信号输入类型就比较费事，不够灵活。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中的问题，本技术的目的在于提供可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，模拟信号的输入类型能够通过软件配置，在同一个输入端实现对不同类型的模拟信号的采集。
[0004]本技术是通过如下技术方案实现的：一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，包括CPU以及与CPU连接的模拟信号采集单元；
[0005]所述模拟信号采集单元包括模拟信号输入端IN、电压采集单元以及电流采集单元，所述电压采集单元的输入端和所述电流采集单元的输入端均与所述模拟信号输入端IN连接，所述电压采集单元的输出端和所述电流采集单元的输出端分别与所述CPU的不同的ADC引脚连接；
[0006]所述模拟信号输入端IN允许输入电压或电流模拟信号；所述电压采集单元将电压信号隔离并调整成能够被所述CPU所采集的电压信号范围，比如0~5V或0~10V电压信号；所述电流采集单元将所述电流信号转化为电压信号比如将4~20mA的电流信号转换为1
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5V电压信号；
[0007]所述电流采集单元与所述CPU形成控制回路，控制所述模拟信号输入端IN能够采集的信号输入类型。根据模拟信号输入类型，所述CPU通过控制回路能够选择是否连通所述电流采集单元，并选择相应的ADC引脚采集模拟信号。
[0008]进一步，所述电流采集单元包括可控开关组件，所述可控开关组件的负载端的输入端作为所述电流采集单元的输入端，所述可控开关组件的负载端的输出端作为所述电流采集单元的输出端；所述可控开关组件的负载端的输出端还连接有采样电阻R，所述采样电阻R的另一端接地；所述可控开关组件的控制端与所述CPU的I/O引脚连接。所述CPU通过控制I/O引脚的高低电平能够控制所述可控开关组件的负载端的开关状态；当所述可控开关组件的负载端闭合时，所述CPU能够通过所述电流采集单元采集电流信号；当所述可控开关
组件的负载端断开时，所述CPU能够通过所述电压采集单元采集电压信号。
[0009]进一步，所述电压采集单元包括电压跟随器，所述电压跟随器的输入端作为所述电压采集单元的输入端，所述电压跟随器的输出端连接有电阻分压电路，所述电阻分压电路的输出端作为所述电压采集单元的输出端。模拟电压信号经过电压跟随器隔离后，再经过分压输入至所述CPU相应的ADC采集通道。采样电阻和分压电阻的取值，应保证输入的的电压满足所述CPU可采集的电压范围之内。
[0010]进一步，所述电压跟随器包括运算放大器，所述运算放大器的输入正极为所述电压跟随器的输入端，所述运算放大器的输入负极与所述运算放大器的输出极连接，所述运算放大器的输出极作为所述电压跟随器的输出端。
[0011]进一步，所述电阻分压电路设置为两路，两路所述电阻分压电路将所述电压跟随器的输出端的电压分别转换为0~5V电压范围以及0~10V电压范围，两路所述电阻分压电路的输出端分别连接至所述CPU的不同的ADC引脚。
[0012]进一步，还包括通信单元，所述CPU通过所述通信单元与上位机形成数据通路。所述通信单元能够与上位机进行通信，使得所述CPU能够接收所述上位机的指令及上传数据至上位机；根据要采集的模拟信号类型，上位机能够向所述CPU传输要采集的模拟信号类型，所述CPU根据从所述上位机获取的信息，来控制所述可控开关组件的通断状态来匹配所述模拟信号输入端IN的输入信号为电压信号或电流信号，并选择将相应的所述CPU的ADC引脚采集到的模拟信号通过所述通信单元传输至上位机。
[0013]进一步，所述通信单元设为TTL转RS485通信模块，通过TTL电平方式与所述CPU通信，通过RS485串口方式与上位机进行通信。通过RS485总线，能够满足多台本装置与上位机通信，进而实现多通道信号采集的效果。
[0014]进一步，所述模拟信号采集单元设有若干组，分别连接至所述CPU的不同的ADC引脚。 在所述ADC引脚允许的情况下，扩展所述模拟信号采集单元的设置数量，能够提高本装置的使用效率，所述CPU能够采集到的信号数量与所述模拟信号采集单元的数量。
[0015]进一步，所述可控开关组件设为光耦开关或继电器。
[0016]进一步，与所述电压采集单元的输出端以及所述电流采集单元的输出端连接的所述CPU的引脚均连接有滤波电容C，所述滤波电容C的另一端接地。
[0017]进一步，为了保护所述CPU，防止电压信号过大而击穿所述CPU，所述CPU的ADC引脚与地之间还设有与输入通道的采集电压相匹配的TVS瞬态抑制二极管。
[0018]进一步，所述CPU设为集成有ADC采集通道的单片机。
[0019]本技术的有益效果为：能够配置本模块的信号输入类型，在同一个模拟信号输入端实现对不同类型的模拟信号采集，提高了模拟信号采集模块的通用性；本装置通过配置RS485通讯总线，还能够实现远程配置，且电路结构简单，高效可靠。
附图说明
[0020]图1为本技术整体电路框图。
[0021]图2为本技术整体电路图。
[0022]图3为电压采集单元电路图。
[0023]图4为电流采集单元电路图。
具体实施方式
[0024]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
[0025]参见图1
‑
图4，本技术是通过如下技术方案实现的：一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，包括CPU以及与CPU连接的模拟信号采集单元；
[0026]模拟信号采集单元包括模拟信号输入端IN、电压采集单元以及电流采集单元，电压采集单元的输入端和电流采集单元的输入端均与模拟信号输入端IN连接，电压采集单元的输出端和电流采集单元的输出端分别与CPU的不同的ADC引脚连接；
[0027]模拟信号输入端IN允许输入电压或电流模拟信号；电压采集单元将电压信号隔离并调整成能够被CPU所采集的电压信号范围，比如0~5V或0~10V电压信号；电流采集单元将电流信号转化为电压信号比如将4~20mA的电流信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，其特征在于，包括CPU以及与CPU连接的模拟信号采集单元；所述模拟信号采集单元包括模拟信号输入端IN、电压采集单元以及电流采集单元，所述电压采集单元的输入端和所述电流采集单元的输入端均与所述模拟信号输入端IN连接，所述电压采集单元的输出端和所述电流采集单元的输出端分别与所述CPU的不同的ADC引脚连接；所述电流采集单元与所述CPU形成控制回路，控制所述模拟信号输入端IN能够采集的信号输入类型。2.根据权利要求1所述的可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，其特征在于，所述电流采集单元包括可控开关组件，所述可控开关组件的负载端的输入端作为所述电流采集单元的输入端，所述可控开关组件的负载端的输出端作为所述电流采集单元的输出端；所述可控开关组件的负载端的输出端还连接有采样电阻R，所述采样电阻R的另一端接地；所述可控开关组件的控制端与所述CPU的I/O引脚连接，所述CPU通过控制I/O引脚的高低电平能够控制所述可控开关组件的负载端的开关状态。3.根据权利要求2所述的可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，其特征在于，所述电压采集单元包括电压跟随器，所述电压跟随器的输入端作为所述电压采集单元的输入端，所述电压跟随器的输出端连接有电阻分压电路，所述电阻分压电路的输出端作为所述电压采集单元的输出端。4.根据权利要求3所述的可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，其特征在于，所述电压跟随器包括运...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振强，张振钢，高彩晴，
申请(专利权)人：山东黑石智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：