[发明专利]自动调整采样率的数据采集卡

摘要

本发明涉及一种自动调整采样率的数据采集卡，属于数据采集技术领域，该采集卡包括信号采集模块、信号调理模块、第一滤波整形单元、单片机和USB接口芯片，其中第一滤波整形单元包括第一波形整形模块和第一低通滤波模块，单片机包括单片机内核、第一定时器、第二定时器、第三定时器、第一ADC模块、第一DMA模块、第二DMA模块、存储器和FSMC接口模块，本发明所提出的采集卡可根据被采集模拟输入信号的频率自动调整采样率，实现对被采集模拟输入信号的灵活采样，从而能够有效地去掉冗余数据，减小采集的数据量，最大程度上节约采集卡采集数据所需的时间和数据存储成本。

主权项

1.一种自动调整采样率的数据采集卡，包括信号采集模块(100)、信号调理模块(200)，其特征在于，还包括第一滤波整形单元(300)、单片机(400)和USB接口芯片(500)，所述第一滤波整形单元(300)包括第一波形整形模块(301)和第一低通滤波模块(302)，所述单片机(400)包括单片机内核(401)、第一定时器(402)、第二定时器(403)、第三定时器(404)、第一ADC模块(405)、第一DMA模块(406)、第二DMA模块(407)、存储器(408)和FSMC接口模块(409)，所述信号调理模块(200)获取所述信号采集模块(100)采集的模拟输入信号，并对所述模拟输入信号进行幅值调整，得到满足所述第一ADC模块(405)输入要求的模拟信号；所述信号调理模块(200)将所述模拟信号分别输入至所述第一波形整形模块(301)和所述第一低通滤波模块(302)，所述第一波形整形模块(301)对所述模拟信号进行整形及变换，得到第一路方波信号，并将所述第一路方波信号输入至所述第一定时器(402)，所述第一低通滤波模块(302)对所述模拟信号进行低通滤波，得到第一路低通模拟信号，并将所述第一路低通模拟信号输入至所述第一ADC模块(405)；所述单片机内核(401)将所述第一定时器(402)配置为计数器模式，所述第一定时器(402)以所述第一路方波信号作为时钟信号，对所述第一路方波信号的方波上升沿进行计数；所述单片机内核(401)将所述第二定时器(403)配置为定时器模式，所述第二定时器(403)周期性地产生中断信号，所述单片机内核(401)根据所述中断信号调用所述存储器(408)中存储的中断程序，在所述中断程序中获取所述第一定时器(402)计数得到的所述第一路方波信号上升沿的数量，并在每次获取后对所述第一定时器(402)清零；所述单片机内核(401)根据所述第一路方波信号上升沿的数量和所述中断信号的周期确定所述模拟输入信号的频率；所述第三定时器(404)触发所述第一ADC模块(405)对所述第一路低通模拟信号的模数转换，所述单片机内核(401)将所述第三定时器(404)配置为定时器模式，且所述第三定时器(404)的第一上溢事件触发周期由所述单片机内核(401)根据所述模拟输入信号的频率确定；所述第一ADC模块(405)在所述第三定时器(404)的每次触发下完成对所述第一路低通模拟信号的模数转换后，向所述第一DMA模块(406)自动发送启动DMA通道请求，并将模数转换后得到的第一量化采样数据通过所述第一DMA模块(406)存储于所述存储器(408)中；所述单片机内核(401)接收到上位机的数据请求指令后，控制所述存储器(408)将其存储的所述第一量化采样数据通过所述第二DMA模块(407)发送至所述FSMC接口模块(409)中，所述FSMC接口模块(409)通过所述USB接口芯片(500)将所述第一量化采样数据发送至所述上位机。