一种多通道信号采集系统及采集方法技术方案

本发明专利技术提供了一种多通道信号采集系统及采集方法，涉及自动化控制技术领域，可实现通道数量扩展和裁剪。其中该采集系统包括主控制器、至少一个移位寄存器、若干信号开关、若干个被测设备及信号采集电路；主控制器能够输出时钟信号和初始信号；移位寄存器包括第一输入端、第二输入端及N个输出端，当移位寄存器为多个时，多个移位寄存器相级联；每个信号开关与移位寄存器的一个输出端相连，且各信号开关所连接的输出端各不相同；被测设备与信号开关一一对应相连；信号采集电路与信号开关及主控制器相连，用于采集被测设备输出的检测信号；主控制器根据实际需要选择性地读取所述信号采集电路采集到的检测信号。上述系统用于采集多通道的信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化检测和控制
，尤其涉及一种多通道信号采集系统及采集方法。
技术介绍
在自动化控制领域，常常会需要对多通道信号进行采集。传统的多通道信号采集方式有两种：第一种采集方式是利用具有多个通道的采集器件或使用多个采集器件，例如具有多个输入通道的模数转换芯片，进行多通道信号采集，但这种采集器件的通道数量固定，只能采集固定通道数量的信号，并且相对于其他芯片，模数转换芯片价格较高，多通道的模数转换芯片更为昂贵，因此该方法会极大地增加系统成本；第二种采集方式是利用多路开关器件通过通道切换实现多通道信号的分时采集，但利用多路开关器件采集通道数量较多的信号时，多路开关器件的电路结构将会非常复杂，因而多路开关器件多用于采集通道数量较少的信号，同样也会受到通道数量的限制。综上，传统的多通道信号采集方式受限于采集器件和开关器件的通道数量，具有较大的局限性，无法方便地实现通道数量的扩展和裁剪。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多通道信号采集系统及采集方法，可解决现有技术中无法方便地实现通道数量扩展和裁剪的问题。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术第一方面提供了一种多通道信号采集系统，所述多通道信号采集系统包括：主控制器，所述主控制器包括用于输出时钟信号的第一输出端和用于输出初始信号的第二输出端；至少一个移位寄存器，所述移位寄存器包括第一输入端、第二输入端、以及N个输出端，N≥2；当所述多通道信号采集系统包括一个所述移位寄存器时，所述移位寄存器的第一输入端与所述主控制器的第一输出端相连，所述移位寄存器的第二输入端与所述主控制器的第二输出端相连；当所述多通道信号采集系统包括多个所述移位寄存器时，多个所述移位寄存器相级联，相邻两个移位寄存器中后一个移位寄存器的第二输入端与前一个移位寄存器的第N输出端相连，多个所述移位寄存器的第一输入端均与所述主控制器的第一输出端相连，第一个移位寄存器的第二输入端与所述主控制器的第二输出端相连；若干信号开关，每个所述信号开关与所述移位寄存器的一个输出端相连，且各所述信号开关所连接的移位寄存器的输出端各不相同；若干个被测设备，若干所述被测设备与若干所述信号开关一一对应相连，所述被测设备输出检测信号；信号采集电路，所述信号采集电路与若干所述信号开关及所述主控制器相连，所述信号采集电路用于采集所述被测设备输出的检测信号，并对采集到的检测信号进行处理。基于上述多通道信号采集系统的结构，移位寄存器的输出端对应控制通道的导通，这样，主控制器只需输出驱动移位寄存器的输出端进行移位输出的时钟信号，以及作为第一个移位寄存器输入的初始信号，即可实现对多通道信号的分时采集。由于移位寄存器包括有多个输出端，因而可以实现对通道数量较多的信号的采集，进一步，还可通过多个移位寄存器的级联，方便地实现对多通道信号采集系统的通道数量的扩展或者裁剪。此外，本专利技术所提供的多通道信号采集系统的结构简单，无需利用传统采集方式中的多通道采集器件或多通道开关器件进行信号采集，因此也相应地降低了应用成本。本专利技术第二方面提供了一种多通道信号采集方法，所述多通道信号采集方法应用于如本专利技术第一方面所述的多通道信号采集系统，所述多通道信号采集方法包括：步骤S1：被测设备输出检测信号；步骤S2：主控制器输出时钟信号和初始信号，驱动移位寄存器的输出端进行移位输出，移位寄存器的第一输出端输出开关控制信号；步骤S3：所述开关控制信号控制与第一输出端相连的信号开关导通，对应的被测设备输出的检测信号传输至信号采集电路；步骤S4：所述信号采集电路采集所传输的检测信号，并对所采集的检测信号进行处理；步骤S5：所述主控制器判断是否已采集完所需要的全部通道的检测信号，如果是，则结束采集；如果否，所述主控制器控制当前输出端停止输出开关控制信号，下一输出端输出开关控制信号，控制对应的信号开关导通，所述信号采集电路采集该信号开关对应的检测设备所输出的检测信号，直至采集完所需要的全部通道的检测信号，结束采集。上述多通道信号采集方法的有益效果与本专利技术第一方面所提供的多通道信号采集系统的有益效果相同，此处不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例所提供的多通道信号采集系统的结构示意图一；图2为本专利技术实施例所提供的多通道信号采集系统的结构示意图二；图3为本专利技术实施例所提供的多通道信号采集方法的流程图；图4为本专利技术实施例所提供的多通道信号采集方法对应的时序图。附图标记说明：1-主控制器；2-移位寄存器；3-信号开关；4-被测设备；5-信号采集电路；51-滤波器；52-放大器；53-模数转换器。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，说明书中所述的“通道”是指被测设备输出的检测信号通过信号开关传输至信号采集电路中的通道。实施例一本实施例提供了一种多通道信号采集系统，如图1所示，该多通道信号采集系统具体包括主控制器1、至少一个移位寄存器2、若干信号开关3、若干个被测设备4和信号采集电路5。具体的，主控制器1包括用于输出时钟信号的第一输出端(图中用IO1表示)和用于输出初始信号的第二输出端(图中用IO2表示)。移位寄存器2包括第一输入端(图中用CLK表示)、第二输入端(图中用DAT表示)、以及N个输出端(图中用QP1～QPn表示)，其中，N≥2。当多通道信号采集系统仅包括一个移位寄存器2时，移位寄存器2的第一输入端与主控制器1的第一输出端相连，移位寄存器2的第二输入端与主控制器1的第二输出端相连；当多通道信号采集系统包括多个移位寄存器2时，多个移位寄存器2相级联，相邻两个移位寄存器2中后一个移位寄存器2的第二输入端与前一个移位寄存器2的第N输出端相连，多个移位寄存器2的第一输入端均与主控制器1的第一输出端相连，第一个移位寄存器2的第二输入端与主控制器1的第二输出端相连。其中，第一个移位寄存器2为多通道信号采集系统中的与主控制器1紧邻的移位寄存器。每个信号开关3与移位寄存器2的一个输出端相连，且各信号开关3所连接的移位寄存器2的输出端各不相同，信号开关3用于根据移位寄存器2的输出端输出的开关控制信号，控制所对应的通道的导通或断开。若干被测设备4与若干信号开关3一一对应相连，被测设备4输出检测信号，当与某一被测设备4相连的信号开关3导通时，该被测设备4输出的检测信号可通过信号开关3传输至信号采集电路5中。信号采集电路5与若干信号开关3及主控制器1相连，信号采集电路5用于采集被测设备4输出的检测信号，并对采集到的检测信号进行处理。需要说明的是，在实际应用中，移位寄存器2所包括的全部输出端的数目并不一定是N，可以大于N。也就是说，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道信号采集系统，其特征在于，所述多通道信号采集系统包括：主控制器，所述主控制器包括用于输出时钟信号的第一输出端和用于输出初始信号的第二输出端；至少一个移位寄存器，所述移位寄存器包括第一输入端、第二输入端、以及N个输出端，N≥2；当所述多通道信号采集系统包括一个所述移位寄存器时，所述移位寄存器的第一输入端与所述主控制器的第一输出端相连，所述移位寄存器的第二输入端与所述主控制器的第二输出端相连；当所述多通道信号采集系统包括多个所述移位寄存器时，多个所述移位寄存器相级联，相邻两个移位寄存器中后一个移位寄存器的第二输入端与前一个移位寄存器的第N输出端相连，多个所述移位寄存器的第一输入端均与所述主控制器的第一输出端相连，第一个移位寄存器的第二输入端与所述主控制器的第二输出端相连；若干信号开关，每个所述信号开关与所述移位寄存器的一个输出端相连，且各所述信号开关所连接的移位寄存器的输出端各不相同；若干个被测设备，若干所述被测设备与若干所述信号开关一一对应相连，所述被测设备输出检测信号；信号采集电路，所述信号采集电路与若干所述信号开关及所述主控制器相连，所述信号采集电路用于采集所述被测设备输出的检测信号，并对采集到的检测信号进行处理。...

【技术特征摘要】
1.一种多通道信号采集系统，其特征在于，所述多通道信号采集系统包括：主控制器，所述主控制器包括用于输出时钟信号的第一输出端和用于输出初始信号的第二输出端；至少一个移位寄存器，所述移位寄存器包括第一输入端、第二输入端、以及N个输出端，N≥2；当所述多通道信号采集系统包括一个所述移位寄存器时，所述移位寄存器的第一输入端与所述主控制器的第一输出端相连，所述移位寄存器的第二输入端与所述主控制器的第二输出端相连；当所述多通道信号采集系统包括多个所述移位寄存器时，多个所述移位寄存器相级联，相邻两个移位寄存器中后一个移位寄存器的第二输入端与前一个移位寄存器的第N输出端相连，多个所述移位寄存器的第一输入端均与所述主控制器的第一输出端相连，第一个移位寄存器的第二输入端与所述主控制器的第二输出端相连；若干信号开关，每个所述信号开关与所述移位寄存器的一个输出端相连，且各所述信号开关所连接的移位寄存器的输出端各不相同；若干个被测设备，若干所述被测设备与若干所述信号开关一一对应相连，所述被测设备输出检测信号；信号采集电路，所述信号采集电路与若干所述信号开关及所述主控制器相连，所述信号采集电路用于采集所述被测设备输出的检测信号，并对采集到的检测信号进行处理。2.根据权利要求1所述的多通道信号采集系统，其特征在于，所述信号开关包括：与对应的移位寄存器的输出端相连的开关控制端，与对应的被测设备的输出端相连的开关输入端，及与所述信号采集电路相连的开关输出端。3.根据权利要求1所述的多通道信号采集系统，其特征在于，所述主控制器为可编程控制器。4.根据权利要求3所述的多通道信号采集系统，其特征在于，所述主控制器为MCU、ARM处理器、数字信号处理器或FPGA。5.根据权利要求1所述的多通道信号采集系统，其特征在于，所述信号采集电路包括：滤波器，所述滤波器用于对采集到的检测信号进行滤波处理；放大器，所述放大器用于对采集到的检测信号进行放大处理。6.根据权利要求5所述的多通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松柏，孙亮，王毅，何烽光，
申请(专利权)人：合肥欣奕华智能机器有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34