[发明专利]高精度智能增益多路数据采集系统

权利要求书

1.高精度智能增益多路数据采集系统，其特征在于：包括通过串行通信接口通信连接的计算机、型号为ATmega64的单片机，所述单片机的I/O端口通过光电耦合器件与一个模数转换器的控制端、时钟端和数字信号输出端连接，单片机的I/O端口还与一个型号为CD4094的八路串入并出寄存器的时钟输入端、串行输入端连接，所述八路串入并出寄存器的并行输出端口分别与一个型号为4051的八通道模拟多路选择器的编码输入端连接，八路串入并出寄存器的并行输出端口还与一个程控放大电路的放大倍数控制端电连接，所述程控放大电路输入端与八通道模拟多路选择器的输出端连接，程控放大电路模拟信号输出端与模数转换器模拟信号输入端连接，由八通道模拟多路选择器、程控放大器、模数转换器、单片机、串行通信接口构成信号输入、放大、采集以及输出的完整通路，其中单片机作为整个采集系统的控制核心，在内部驻留程序的引导下，负责控制每个部件各自工作之间的相互配合，所述计算机中安装有采集系统控制软件，控制信号采集的开始停止以及选择采集通道。

2.根据权利要求1所述的高精度智能增益多路数据采集系统，其特征在于：所述单片机的I/O 端口PB4和PB5分别电连接八路串入并出寄存器的时钟输入端3脚和串行输入端2脚，单片机的PB4口输出时钟信号驱动八路串入并出寄存器，PB5口输出串行控制信号，经八路串入并出寄存器转化为并行控制信号后分别用于选择信号通道和放大倍数；所述模数转换器采用型号为ADS7818的12位AD转换芯片，单片机的I/O 端口PB0、PB1和PB2分别电连接模数转换器的控制端5脚、时钟端口7脚和数字信号输出端口6脚，PB0和PB1口控制模数转换器的模数转换，PB2口接收由模数转换器输出的数字化信号；单片机的串行通信端口与所述串行通信接口电连接，作为最终的信号输出接口和命令接收接口连接到计算机的RS232串口上。

3.根据权利要求1所述的高精度智能增益多路数据采集系统，其特征在于：所述八通道模拟多路选择器的八个输入通道端口X0到X8分别外接出八个信号输入接口构成八通道信号输入插口，通过八通道信号输入插口采集信号，八通道模拟多路选择器三个编码输入端口A0、A1、A2分别通过光电耦合器件一一对应连接到八路串入并出寄存器的并行输出端的第0、1、2位上，通过编码选择所要采集的通道，八通道模拟多路选择器的输出端口连接至程控放大电路的输入端，将所选通的通道中的信号进行放大采集。

4.根据权利要求1所述的高精度智能增益多路数据采集系统，其特征在于：所述程控放大电路由型号为PGA207的高速增益可编程仪表放大器信号输出端和型号为PGA103的高速增益可编程仪表放大器信号输入端电连接构成，其中型号为PGA207的高速增益可编程仪表放大器共有1、2、5、10倍四种放大倍数，而型号为PGA103的高速增益可编程仪表放大器有1、10和100倍共三种放大倍数，通过两者组合后共有1、2、5、10、20、50、100、200、500、1000倍10种放大倍数，以型号为PGA103的高速增益可编程仪表放大器的两位放大倍数编程端口为高两位，以型号为PGA207的高速增益可编程仪表放大器的两位放大倍数编程端口为低两位，通过对两个高速增益可编程仪表放大器的共四位放大倍数编程端口输入不同的控制信号编码值即可设置成所述的10种放大倍数，将程控放大电路10种放大倍数制成一个10行2列的数组表格存储在单片机的ROM中，其中第一列存放放大倍数，第二列存放放大倍数对应的八路串入并出寄存器的输出编码，单片机程序通过查表即可实现将数组表格的行序号每加或减1，进而控制程控放大电路将放大倍数增加或降低一档。

5.根据权利要求1所述的高精度智能增益多路数据采集系统，其特征在于：所述八路串入并出寄存器的时钟输入端3脚和串行输入端2脚分别与单片机I/O 端口PB4和PB5电连接，将单片机的串行输出控制信号转变为并行输出，八路串入并出寄存器的八位并行输出端口中第0、1、2位与所述八通道模拟多路选择器的三个编码输入端口A0、A1、A2电连接，以编码选通所要采集的信号通道；八路串入并出寄存器的八位并行输出端口中第3、4、5、6位分别与所述程控放大电路的四位放大倍数程控端电连接，以编码控制程控放大电路的放大倍数；八路串入并出寄存器的八位并行输出端口中空闲的第7位悬空。