[实用新型]一种三合一USB数据采集卡

说明书

技术领域

本实用新型属于电数字数据处理领域，尤其涉及一种数据采集装置。

背景技术

数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和/或数字被测单元中自动采非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析、处理。

数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。

通常，必须在数据采集设备采集之前调制传感器信号，包括对其进行增益或衰减和隔离、放大、滤波等，对待某些种类的传感器，还需要提供激励信号。

数据采集卡，即实现数据采集功能的计算机扩展卡，其可以通过USB、PXI、PCI、PCI Express、火线(1394)、PCMCIA、ISA、Compact Flash、485、232、以太网或各种无线网络等总线方式接入上位计算机。

在工业现场，通常会安装很多的各种类型的传感器，例如：压力的、温度的、流量的、声音的或各种电参数的等等；受现场环境的限制，传感器的信号，如：压力传感器输出的电压或者电流信号，不能远传或者因为传感器布线太多或复杂，我们就会选用分布式或者远程的采集卡(或模块)，在现场把信号较高精度地转换成数字量，然后再通过各种远传通信技术(如485、232、以太网、各种无线网络)把数据传到计算机或者其他控制器中进行处理；这也可算作数据采集卡的一种，只是它对环境的适应能力更强，可以应对各种恶劣的工业环境。

在实际应用中，数据采集卡绝大多数集中在采集模拟量、数字量、热电阻或热电偶等参数的采集、处理过程中，其中热电阻可以认为是非电量(其实本质上还是要用电流驱动来采集)；其中，模拟量采集卡和数字量采集卡用得是最广泛的。

公告日为2007年4月4日，公告号为CN2886657Y的中国实用新型专利，公开了一种“基于USB2.0的数据采集卡”，其包括数据传输模块，模数转换模块和电源转换模块三部分。数据传输模块采用集成了USB2.0收发器，串行接口引擎，低功耗、增强型8051控制器和一个可编程外围接口(GPIF)，并具有程序/数据RAM的USB2.0控制器芯片。模数转换模块与数据传输模块中控制器芯片的GPIF接口相连。电源转换芯片采用专用的电源转换芯片，使接口简单，从而不需要外接电源，适合现场工作需要，同时也保证了系统的可靠性。

在上述技术方案中，其USB收发器仅仅用于其与PC机之间进行数据传输以及数据采集卡从PC机中取得工作电源，并未能充分发挥USB模块的功效。

所以，现有的数据采集卡都需要与计算机配合使用，不能独立地进行工作，且不能将大容量的数据内容直接存储至外接可移动式存储器。

从另一方面讲，现有的数据采集卡均仅仅具有数据采集/变换功能，而无控制其他装置的功能，使得其应用范围带有很大的局限性，不能满足飞速发展的自动化控制系统/领域的需要，亦无法满足某些特定控制/应用场合的使用要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种三合一USB数据采集卡，其除了具有常规的数据采集/变换/输出的功能之外，还具有可选择的独立/半独立工作模式，可将大容量的数据内容直接存储至外接可移动式存储器，还可在指定条件下发出相应的同步信号去控制其他装置，使得数据采集卡的应用范围得到大大的扩展和发挥，可极大地丰富和完善现有装置/系统的控制手段和自动化程度。

本实用新型的技术方案是：提供一种三合一USB数据采集卡，包括模-数转换电路，其特征是：设置一个微控制器控制电路、一个工作模式切换开关、一个USB主/外围控制器控制电路和一个第二USB接口；所述的微控制器控制电路集成有第一USB接口；所述的微控制器控制电路经通用CPU总线与所述的模-数转换电路及所述的USB主/外围控制器控制电路连接；所述的USB主/外围控制器控制电路与第二USB接口对应连接；所述工作模式切换开关的动触头与所述的微控制器控制电路连接，所述工作模式切换开关的一个静触头与+5V电源端连接，所述工作模式切换开关的另一个静触头接地；所述数据采集卡的I/O端口，依次与微控制器控制电路及模-数转换电路的对应I/O端口连接，构成数据采集和控制通道。

所述三合一USB数据采集卡的第一USB接口与USB电源适配器或带有USB接口的电池连接；所述的第二USB接口与一个具有USB接口形式的可移动式存储器连接。

所述三合一USB数据采集卡的第一USB接口与PC机的USB端口连接。

所述的通用CPU总线为SPI总线结构。