一种无纸记录仪的数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及无纸记录仪领域，尤其是一种无纸记录仪的数据采集装置，其以微控制器为核心，主要的外围硬件电路包括通用模拟量输入模块、信号放大模块、AD转换模块、DA模块、通讯模块和由拨码开关组成的开关量输入模块，所述模拟量输入模块、信号放大模块及AD转换模块依次连接，所述AD转换模块、DA模块、通讯模块及拨码开关均与所述微控制器连接。本实用新型专利技术的大大减少了测量仪表的数量，具有测控精确稳定和抗干扰能力强等优点，设计紧凑、成本低、功能强大，且适用范围非常广泛。

A data acquisition device for paperless recorder

The utility model relates to the field of paperless recorder, in particular a data acquisition device for a paperless recorder, which is based on a microcontroller, and the main peripheral hardware circuits include a general analog input module, a signal amplification module, a AD conversion module, a DA module, a communication module, and a switch input mode composed of a dial switch. The analog input module, the signal amplification module and the AD conversion module are connected in turn. The AD conversion module, the DA module, the communication module and the dial code switch are all connected with the microcontroller. The utility model greatly reduces the number of measuring instruments, has the advantages of accurate measurement and control, high stability and strong anti-interference ability, and has the advantages of compact design, low cost, powerful function, and a very wide range of application.

【技术实现步骤摘要】
一种无纸记录仪的数据采集装置
本技术涉及无纸记录仪领域，具体领域为一种无纸记录仪的数据采集装置。
技术介绍
数据采集技术是信息获取的主要手段和方法，是进行工业过程控制和监控的基础和前提，数据采集技术的重要应用领域——仪器仪表行业是传统产业中的高新技术产业，也是反映国家科技水平的重要产业。记录仪作为现代仪器仪表的一种是获取、转换、处理、记录各种实时数据并实现对工程实时监控和分析的必备工具，它的发展反映一个国家的现代化水平，在工业自动化控制系统中起着十分重要的作用。记录仪的发展经历了从早期的模拟式有纸记录仪到现在的无纸记录仪的过程，无纸记录仪克服了早期模拟式有纸记录仪需消耗大量资源和人力等的缺点，它及其系列智能二次仪表的开发使用，可以提高经济效益，降低维护工作人员的工作量，使企业管理更趋数据化和网络化。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种无纸记录仪的数据采集装置，电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。为实现上述目的，本技术一方面提供如下技术方案：一种无纸记录仪的数据采集装置，以微控制器为核心，主要的外围硬件电路包括通用模拟量输入模块、信号放大模块、AD转换模块、DA模块、通讯模块和由拨码开关组成的开关量输入模块，所述模拟量输入模块、信号放大模块及AD转换模块依次连接，所述AD转换模块、DA模块、通讯模块及拨码开关均与所述微控制器连接。优选的，所述微控制器选用飞思卡尔MC9S08DZ60芯片。优选的，所述通用模拟量输入模块由通道/恒流源选择模块、功能配置模块组成。优选的，所述AD转换模块选用ADI公司的24-bit高精度的AD7793芯片来实现AD转换。与现有技术相比，本技术的有益效果是：大大减少了测量仪表的数量，具有测控精确稳定和抗干扰能力强等优点，设计紧凑、成本低、功能强大，且适用范围非常广泛。附图说明图1为本技术数据采集装置的原理框图；图2为本技术的通用模拟量输入模块的功能示意图；图3为本技术的信号放大模块电路原理图；图4为本技术的AD转换模块的电路图；图5为本技术的DA模块电路图；图6为本技术的通讯模块电路原理图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种无纸记录仪的数据采集装置，以微控制器为核心，主要的外围硬件电路包括通用模拟量输入模块、信号放大模块、AD转换模块、DA模块、通讯模块和由拨码开关组成的开关量输入模块。本实施例中以飞思卡尔MC9S08DZ60芯片作为微控制器，采用8位HCS08中央处理器，运行速度快：时钟频率最高可达40MHZ(总线频率20MHZ)；外设丰富：包含了EEPROM存储器、WDT看门狗电路、电源监控电路、SPI和IIC总线、CAN、LIN总线接口等丰富资源集成于一体；调试方便：支持片上及在线仿真并带总线实时捕获功能。通用模拟量输入模块由通道/恒流源选择模块、功能配置模块组成，其功能示意图如图2所示。传感器信号经过通道/恒流源选择模块后，电压、电流、电阻传感器输出信号只有对电阻信号进行处理将其转换为电压信号。功能配置模块由光耦继电器、运放、电阻和信号保护调理电路组成，其设计思想是通过不同的光耦继电器开关组合电路实现改变电路结构以适应外部不同的测量需求。由于热电偶、三/四线制热电阻信号经过通用模拟量输入模块转换成电压mv级的，信号非常微弱，极易受噪声影响。在实际工业应用场合不可避免会引入噪声，这些噪声会干扰原信号，有些甚至会淹没原信号。为消除热电偶、三/四线制热电阻信号中的共模噪声，采用AD623设计信号放大模块。信号放大模块电路原理图如图3所示。AD623是一个集成单电源仪表放大器，它能在单电源(+3V到+12V)下提供满电源幅度的输出，AD623允许适用单个增益设置电阻进行增益编程，以得到更好的用户灵活性，且符合8引脚的工业标准引脚配置，在无外接电阻条件下，AD623被设置为单位增益(G＝1)，在接入外接电阻后，AD623可编程设置增益，其增益最高可达1000倍。AD623可将差分电压变为单端电压，提供了极好的随增益增大而增大的流共模抑制比，具有很强的共模抑制能力。MAX1720芯片为AD623提供了一个下摆幅负电压，上摆幅电压由AVDD提供，使放大器具有极宽的共模输入范围，放大器的输出摆幅能达到电源的正负限。仪表放大模块不仅可以消除共模干扰，而且可以放大信号，可以提高采集精度。AD转换模块中，选用ADI公司的24-bit高精度的AD7793芯片来实现AD转换，该模块具体电路如图4所示。为保证AD采样精度的准确性，AD7793的AD参考电压由ADI公司的AD780高精度稳压源芯片提供。DA模块选用了ADI公司具有12位精度的DA芯片AD5324，电路图如图5所示，DA芯片参考电压由高精度外部参考源AD780提供，通讯线用高速数字隔离芯片ADuM1401作隔离，/SYNC、SCLK、DIN分别与微控制器的PTE1、PTE0、PTF5引脚相连。VoutA、VoutB、VoutC和VoutD为DA芯片的4路电压输出，MC9S08DZ60微控制器含有2个串口通信接口，设计中选用了串行通信接口2，串行通信接口2对应微控制器引脚的PTF1/RXD2和PTF0/TXD。通讯模块电路原理图如图6所示。本实施例的数据采集装置，可同时测量8路通道信号，实现过程如下：通过控制通道选择模块即可选择相应待测量通道，根据传感器信号是否为电阻类型决定恒流源的开关状态，功能配置模块进行功能选择，热电偶、热电阻信号还需经过仪表放大模块，然后到达AD模块进行AD转换，转换好的数字量经过信号隔离电路送到MC9S08DZ60微控制器中，MC9S08DZ60微控制器就可对数据做进一步的处理了。万能数据采集板通过DA模块可输出2路电流和2路电压，首先通过DA芯片输出4路电压，2路电压输出通过恒流源电路转换为电流输出。为实现嵌入式主板和数据采集控制单元间的主从多机通信，必须给每块板卡分配一个地址，使嵌入式主板能够通过地址识别板卡，在万能数据采集板中设计了由拨码开关等组成的开关量输入模块，通过拨码开关的不同组合来定义从机地址。为了避免MC9S08DZ60微控制器为核心的最小系统受通讯部分电路的干扰，提高最小系统的抗干扰能力，MC9S08DZ60微控制器通讯线通过磁隔离芯片后与外部RS232接口相连。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无纸记录仪的数据采集装置，其特征在于，以微控制器为核心，主要的外围硬件电路包括通用模拟量输入模块、信号放大模块、AD转换模块、DA模块、通讯模块和由拨码开关组成的开关量输入模块，所述模拟量输入模块、信号放大模块及AD转换模块依次连接，所述AD转换模块、DA模块、通讯模块及拨码开关均与所述微控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种无纸记录仪的数据采集装置，其特征在于，以微控制器为核心，主要的外围硬件电路包括通用模拟量输入模块、信号放大模块、AD转换模块、DA模块、通讯模块和由拨码开关组成的开关量输入模块，所述模拟量输入模块、信号放大模块及AD转换模块依次连接，所述AD转换模块、DA模块、通讯模块及拨码开关均与所述微控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种无纸记录仪的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文通，
申请(专利权)人：厦门亨立德电子有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35