本发明专利技术公开了一种水下多通道数据采集电路，是一种能够采集1～7路化学、温度传感器信号的电路，并且能够在海底高温高压环境下进行数据传输和数据采集的电路。该电路分为模拟电路部分和数字电路部分，模拟电路部分主要负责对采集来的传感器信号进行处理，去除其中干扰信号成分，并将其调整到模数转换器能够转化的范围内；数字部分主要负责将模拟信号转化成相应的数字量并将其存储在存储芯片中，同时负责整个电路板的工作控制和对外通讯。本发明专利技术功耗低，数据存储的可靠性高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于传感器数据采集领域，尤其是一种水下多通道数据采集电路。
技术介绍
当今世界各国都面临着资源短缺的威胁，经济的发展逐渐消耗了陆地上的资源， 然而海洋中蕴藏着巨大而丰富的资源，这就要求我们加大对海洋资源的开发和利用，海洋资源研究开发的第一步是海洋资源的勘探，这就需要用到很多精度很高的仪器来探测海洋的环境状况。目前利用传感器实现海洋资源探测的技术取得了长足的进步，海洋的环境复杂，影响海洋环境的因素很多，这就要求海洋探测的仪器设备要集成各种物理、化学传感器，一些要求长期在海洋中原位观测的设备还要具备低功耗、可靠性高等特点。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种水下多通道数据采集电路。一种水下多通道数据采集电路包括微控制器电路、A/D前向通道电路、数据存储电路、实时时钟电路和RS232通讯电路。微控制器电路包括MSP430F149芯片U17、第二晶振Y2、第五i^一电容C51，第五十八电容C58、第十极性电容E10、第i^一极性电容El 1。第二晶振Y2 —端接MSP430F149芯片U17的XIN脚，另一端接MSP430F149芯片 U17的X0UT/TCLK脚，第五—^一电容C51的一端接MSP430F149芯片U17的DVCC脚，另一端接数字地，第五十八电容C58的一端接MSP430F149芯片U17的AVCC脚，另一端接模拟地， 第十极性电容ElO的正极一端接MSP430F149芯片U17的AVCC脚，另一端接模拟地，第十一极性电容Ell的正极一端接MSP430F149芯片U17的DVCC脚，另一端接数字地，MSP430F149 芯片U17的DVSS、XT2IN接数字地，AVSS接模拟地，AVCC脚和DVCC脚均接电压为+3. 3V的电源，MSP430F149芯片U17的P6. 1-P6. 7脚为七路A/D数据转换通道的接口。A/D前向通道电路将本系统的化学传感器与温度传感器所测得的电量经过滤波、 放大转换为与单片机A/D参考电压所匹配的电压信号。由于有8路通道，每路通道基本相似，因此这里只选择其中一路化学传感器的A/D前向通道电路。该A/D前向通道部分包括第十四电阻R14，第二i^一电阻R21，第二十二电阻R22，第二十九电阻R29，第三十三电阻 R33，第八电容C8，第九电容C9，第十电容C10，第i^一电容C11，第十七电容C17，第二十六电容C26，第三十电容C30，第三十五电容C35，第三运算放大器U3A，第四运算放大器U4A。第十四电阻R14的一端接化学传感器，另一端接第三运算放大器U3A的同向输入端，第二十一电阻R21的一端接第四运算放大器U4A的反相输入端，另一端接第四运算放大器U4A的输出端，第二十二电阻R22的一端接第三运算放大器U3A的输出端，另一端接第四运算放大器U4A的反相输入端，第二十九电阻似9的一端接参考电压，另一端接第四运算放大器U4A的同相输入端，第三十三电阻R33的一端接第四运算放大器U4A的输出端，另一端接MSP430F149芯片U17的P6. 6/A6脚，第八电容C8的一端接模拟地，另一端接第三运算放大器U3A的正向电源输入端，第九电容C9的一端接模拟地，另一端接第三运算放大器 U3A的负向电源输入端，第十电容ClO的一端接模拟地，另一端接第四运算放大器U4A的正向电源输入端，第十一电容Cl 1的一端接模拟地，另一端接第四运算放大器U4A的负向电源输入端，第十七电容C17的一端接模拟地，另一端接MSP430F149芯片U17的P6. 6/A6脚，第二十六电容以6的一端接模拟地，另一端接第三运算放大器U3A的同向输入端，第三十电容 C30的一端接第四运算放大器U4A的反相输入端，另一端接第四运算放大器U4A的输出端， 第三十五电容C35的一端接模拟地，另一端接MSP430F149芯片U17的P6. 6/A6脚，第三运算放大器U3A的反相输入端与其输出端相接，第三运算放大器U3A和第四运算放大器U4A 的正相电源输入端均接+3. 3V电源，负向电源输入端均接-3. 3V电源。数据存储电路包括数据存储芯片AT45DB321BU14、第五十电阻R50。第五十电阻R50的一端接+3. 3V电源，另一端接数据存储芯片 AT45DB321BU14 的 RDY/BUSY 脚，数据存储芯片 AT45DB321BU14 的^脚和VCC脚接+3. 3V电源，GND脚接数字地，RESET脚接MSP430F149芯片U17的P4. 7/TBCLK 脚，RDY/BUSY 脚接 MSP430F149 芯片 U17 的 Pl. 5/TA0 脚，CS 脚接 MSP430F149 芯片 U17 的 P5. 0/STE1 脚，SCK 脚接 MSP430F149 芯片 U17 的 P5. 3/UCLK1 脚，SI 脚接 MSP430F149 芯片 U17 的 P5. 1/SIM01 脚，SO 脚接 MSP430F149 芯片 U17 的 P5. 2/ SOMIl 脚。实时时钟电路包括标准时钟芯片PCF8563U10、第一晶振Y1、第四十五电容C45、 第四十六电容C46、第六极性电容E6、第四十五电阻R45、第四十六电阻R46、第四十七电阻 R47、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电池BT1。第一晶振Yl的一端接标准时钟芯片PCF8563U10的OSCO脚，另一端接标准时钟芯片PCF8563U10的OSCI脚，第四十五电容C45的一端接标准时钟芯片PCF8563U10的 OSCI脚，另一端接数字地，第四十六电容C46的一端接标准时钟芯片PCF8563U10的VSS 脚，另一端接标准时钟芯片PCF8563U10的VDD脚，第六极性电容E6的正极接标准时钟芯片PCF8563U10的VDD脚，负极接地，第四十五电阻R45的一端接标准时钟芯片PCF8563U10 的INT脚，另一端接+3. 3V电源，第四十六电阻R46的一端接标准时钟芯片PCF8563U10的 SCL脚，另一端接+3. 3V电源，第四十七电阻R47的一端接标准时钟芯片PCF8563U10的 SDA脚，另一端接+3. 3V电源，第二二极管D2的一端接+3. 3V电源，另一端接标准时钟芯片 PCF8563U10的VDD脚，第三二极管D3的一端接标准时钟芯片PCF8563U10的VDD脚，另一端接第一电池BTl的正极，第一电池BTl的负极接数字地，标准时钟芯片PCF8563U10的INT 脚接 MSP430F149 芯片 U17 的 P2. 5/Rosc 脚，SCL 脚接 MSP430F149 芯片 U17 的 P2. 7/TA0 脚， SDA 脚接 MSP430F149 芯片 U17 的 P3. 0/STE0 脚。RS232通讯电路包括RS232电平转换芯片LTC1385U12、第五十四电容C54、第五十五电容C55、第五十九电容C59、第六十电容C60、第四十九电阻R49、第五十四电阻R54、 第二发光二极管LED2、第一开关Si、第四接线端子J4。第五十四电容C54的一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的Cl+脚，另一端接 RS232电平转换芯片LTC1385U12的Cl-脚，第五十五电容C本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种水下多通道数据采集电路，包括微控制器电路、Ａ／Ｄ前向通道电路、数据存储电路、实时时钟电路和ＲＳ２３２通讯电路，其特征在于：微控制器电路包括ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７、第二晶振Ｙ２、第五十一电容Ｃ５１，第五十八电容Ｃ５８、第十极性电容Ｅ１０和第十一极性电容Ｅ１１；第二晶振Ｙ２一端接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的ＸＩＮ脚，另一端接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的ＸＯＵＴ／ＴＣＬＫ脚，第五十一电容Ｃ５１的一端接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的ＤＶＣＣ脚，另一端接数字地，第五十八电容Ｃ５８的一端接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的ＡＶＣＣ脚，另一端接模拟地，第十极性电容Ｅ１０的正极一端接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的ＡＶＣＣ脚，另一端接模拟地，第十一极性电容Ｅ１１的正极一端接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的ＤＶＣＣ脚，另一端接数字地，ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的ＤＶＳＳ、ＸＴ２ＩＮ接数字地，ＡＶＳＳ接模拟地，ＡＶＣＣ脚和ＤＶＣＣ脚均接电压为＋３．３Ｖ的电源，ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ６．１－Ｐ６．７脚为七路Ａ／Ｄ数据转换通道的接口；Ａ／Ｄ前向通道电路有８路通道，每路通道结构一致，包括第十四电阻Ｒ１４，第二十一电阻Ｒ２１，第二十二电阻Ｒ２２，第二十九电阻Ｒ２９，第三十三电阻Ｒ３３，第八电容Ｃ８，第九电容Ｃ９，第十电容Ｃ１０，第十一电容Ｃ１１，第十七电容Ｃ１７，第二十六电容Ｃ２６，第三十电容Ｃ３０，第三十五电容Ｃ３５，第三运算放大器Ｕ３Ａ和第四运算放大器Ｕ４Ａ；第十四电阻Ｒ１４的一端接化学传感器，另一端接第三运算放大器Ｕ３Ａ的同向输入端，第二十一电阻Ｒ２１的一端接第四运算放大器Ｕ４Ａ的反相输入端，另一端接第四运算放大器Ｕ４Ａ的输出端，第二十二电阻Ｒ２２的一端接第三运算放大器Ｕ３Ａ的输出端，另一端接第四运算放大器Ｕ４Ａ的反相输入端，第二十九电阻Ｒ２９的一端接参考电压，另一端接第四运算放大器Ｕ４Ａ的同相输入端，第三十三电阻Ｒ３３的一端接第四运算放大器Ｕ４Ａ的输出端，另一端接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ６．６／Ａ６脚，第八电容Ｃ８的一端接模拟地，另一端接第三运算放大器Ｕ３Ａ的正向电源输入端，第九电容Ｃ９的一端接模拟地，另一端接第三运算放大器Ｕ３Ａ的负向电源输入端，第十电容Ｃ１０的一端接模拟地，另一端接第四运算放大器Ｕ４Ａ的正向电源输入端，第十一电容Ｃ１１的一端接模拟地，另一端接第四运算放大器Ｕ４Ａ的负向电源输入端，第十七电容Ｃ１７的一端接模拟地，另一端接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ６．６／Ａ６脚，第二十六电容Ｃ２６的一端接模拟地，另一端接第三运算放大器Ｕ３Ａ的同向输入端，第三十电容Ｃ３０的一端接第四运算放大器Ｕ４Ａ的反相输入端，另一端接第四运算放大器Ｕ４Ａ的输出端，第三十五电容Ｃ３５的一端接模拟地，另一端接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ６．６／Ａ６脚，第三运算放大器Ｕ３Ａ的反相输入端与其输出端相接，第三运算放大器Ｕ３Ａ和第四运算放大器Ｕ４Ａ的正相电源输入端均接＋３．３Ｖ电源，负向电源输入端均接－３．３Ｖ电源；数据存储电路包括数据存储芯片ＡＴ４５ＤＢ３２１ＢＵ１４和第五十电阻Ｒ５０；第五十电阻Ｒ５０的一端接＋３．３Ｖ电源，另一端接数据存储芯片ＡＴ４５ＤＢ３２１ＢＵ１４的ＲＤＹ／ＢＵＳＹ脚，数据存储芯片ＡＴ４５ＤＢ３２１ＢＵ１４的脚和ＶＣＣ脚接＋３．３Ｖ电源，ＧＮＤ脚接数字地，ＲＥＳＥＴ脚接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ４．７／ＴＢＣＬＫ脚，ＲＤＹ／ＢＵＳＹ脚接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ１．５／ＴＡ０脚，ＣＳ脚接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ５．０／ＳＴＥ１脚，ＳＣＫ脚接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ５．３／ＵＣＬＫ１脚，ＳＩ脚接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ５．１／ＳＩＭＯ１脚，ＳＯ脚接ＭＳＰ４３０Ｆ１４９芯片Ｕ１７的Ｐ５．２／ ＳＯＭＩ１脚；实时时钟电路包括标准时钟芯片ＰＣＦ８５６３Ｕ１０、第一晶振Ｙ１、第四十五电容Ｃ４５、第四十六电容Ｃ４６、第六极性电容Ｅ６、第四十五电阻Ｒ４５、第四十六电阻Ｒ４６、第四十七电阻Ｒ４７、第二二极管Ｄ２、第三二极管Ｄ３和第一电池ＢＴ１；第一晶振Ｙ１的一端接标准时钟芯片ＰＣＦ８５６３Ｕ１０的ＯＳＣＯ脚，另一端接标准时钟芯片ＰＣＦ８５６３Ｕ１０的ＯＳＣＩ脚，第四十五电容Ｃ４５的一端接标准时钟芯片ＰＣＦ８５６３Ｕ１０的ＯＳＣＩ脚，另一端接数字地，第四十六电容Ｃ４６的一端接标准时钟芯片ＰＣＦ８５６３Ｕ１０的ＶＳＳ脚，另一端接标准时钟芯片ＰＣＦ８５６３Ｕ１０的ＶＤＤ脚，第六极性电容Ｅ６的正极接标准时钟芯片ＰＣＦ８５６３Ｕ１０的ＶＤＤ脚，负极接地，第四十五电阻Ｒ４５的一端接标准时钟芯片ＰＣＦ８５６３Ｕ１０的ＩＮＴ脚，另一端接＋３．３Ｖ电源，第四十六电阻Ｒ４６的...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：秦华伟，杨微，杨厉昆，周红伟，叶瑛，陈鹰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86
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