[发明专利]一种多路模拟量自动采集控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种多路模拟量自动采集控制电路，尤其适用于多路模拟量信号的自动采集控制。

背景技术

我国星载计算机中，对于多路模拟量的采集需要用处理器或单片机进行控制。模拟量的选通、对AD器件的转换控制以及对AD转换结果的读取均需处理器的干预。

在星载计算机中对太阳敏感器探头电流模拟量进行信号采集时，专门使用了一片单片机控制整个模拟量的采集过程。这种设计需为单片机芯片配置相应的程序存储器和数据存储器、时钟、复位、锁存、及译码电路，以及异步串口驱动器等电路。不仅成本高，而且因为整个采集模块需要一个线路盒实现，体积和重量都很大，此外由于处理器的存在，还需设计到程序存储器固化和落焊的问题。

常用的单片机芯片的抗辐射指标不高，配套存储器中较多的存储单元在发生单粒子翻转时还会造成系统的错误。因此，这种实现方法在高轨卫星中应用有一定的局限性。

星载计算机在对各部件的模拟量进行采集时，也需要采集多路模拟量信号。在采集模拟量路数较多的情况下，依靠处理器在进行数据处理时兼顾模拟量采集控制的方式，会使处理器将过多的处理器运行时间分配给AD转换过程，从而降低星载计算机的性能。

因此，采用处理器控制进行多路模拟量采集控制的方式存在一定的局限性，不是一个最佳的方法。实际上，模拟量采集控制的逻辑并不复杂，采用简单的时序电路可以实现相应的操作，从而摆脱对处理器的依赖。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多路模拟量自动采集控制电路。本发明克服了现有技术中模拟量的采集电路体积大、重量沉、抗辐射等问题。

本发明的技术解决方案是：

一种多路模拟量自动采集控制电路，其特征在于包括：第一级计数器、第二级计数器、逻辑开关、状态计数器以及移位寄存器；

第一级计数器输出端的输出信号作为地址信号与模拟量输出通道的选通开关相连，其中对应最高位地址信号的输出端与第二级计数器的时钟信号同时与逻辑开关的输入相连；逻辑开关的输出与第二级计数器的时钟输入端相连；第二级计数器的一个输出端Out1与AD转换器的使能输入端相连；AD转换器的转换结束信号输出端与状态计数器的输入端和第二级计数器清零输入端相连，AD转换器的转换结束信号输出端还通过非门与移位寄存器的输出使能相连；第二级计数器的一个输出端通过非门后的Out2与移位寄存器的时钟输入端相连；移位寄存器的输入端与AD转换器的输出端相连；所述状态计数器的输出端与第一级计数器的时钟输入端相连。

所述第一级计数器采用计数器4040实现。

所述第二级计数器采用计数器4040实现。

所述逻辑开关由与门和或门组成，第一级计数器对应于模拟量输出通道地址最高位的输出端同与门的输入端相连；与门的输出端与第二级计数器的时钟信号同时与或门的输入相连；或门的输出为逻辑开关的输出。

所述状态计数器由D触发器构成。

所述Out2输出的时钟为Out1输出时钟的n倍频。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明仅采用几片分立式中小规模器件，大大降低了成本，减小了PCB面积，并可降低处理器的仅负担。

(2)本发明对每一路模拟量的采集过程包括模拟量选通保持、AD转换、数据发送三个过程，分别由计数器、AD转换器、移位寄存器三个硬件部分执行，前一路的数据发送和当前路模拟量的选通保持并行进行，采用流水线方式，比串行采集方式节省了采集时间。

(3)本发明通过同步串口向外发送AD转换结果，利用第二级计数器的输出信号，仅需一个非门即可产生数据发送同步串口的时钟和使能信号，AD转换后的并行数据通过并入串出的移位寄存器产生串行发送的数据，不需增加过多元器件，设计形式简单。

(4)本发明在整个采集过程中无需处理器的参与，处理器通过向本采集控制电路的启动输入端发送一个启动脉冲启动后，由本采集控制电路自动完成所有路模拟量的采集和串行发送，所有数据采集完成后，本采集控制电路可以自动停止采集过程，下次需要启动时只要处理器再次发送启动脉冲即可。

附图说明

图1为本发明结构图；

图2为移位寄存器输出时序图；

图3为流水线工作流程图。

具体实施方式

下面就结合附图对本发明的具体实施方式做进一步介绍。

设计方案

本发明采用几片分立式中小规模器件，实现模拟量选通、保持、AD变换以及数据发送等功能。并且可对每一路模拟量进行多次采集以减小误差。