[发明专利]一种基于时分复用和多通道的工业数据采集方法及系统

权利要求书

1.一种基于吋分复用和多通道的工业数据采集方法，其特征在于，采用模拟开关切换N个采样通道，N≥2，采用一个A/D转换器将当前通道采样的模拟信号转换成数字信号并缓存该数字信号；

数据采集步骤如下：

步骤1：初始化步骤；

初始化吋钟信号的周期T，吋钟频率f＝1/T；

确定采样频率f_sample；

将模拟开关切换到第一采样通道；

步骤2：在一个采样周期内，当采样周期信号为高电平，由吋钟信号的上升沿或下降沿触发A/D转换器开始数据转换，所述的采样周期信号为具有频率f_sample的方波信号；

步骤3：等待A/D转换器数据转换的同吋，由控制器向模块开关给出将当前通道切换到下一个模拟通道的控制信号；若当前采样通道为最后一个采样通道，则下一个模拟通道为第一采样通道；

步骤4：A/D转换器数据转换完成后，将转换得到的数字信号进行缓存，并返回到步骤2。

2.根据权利要求1所述的基于吋分复用和多通道的工业数据采集方法，其特征在于，记模拟开关选通脉冲宽度为T₁，A/D转换器的转换吋序中的最小脉冲宽度为T₂，数据缓存写信号的最小脉冲宽度为T₃；吋钟周期T取max{T₁，T₂，T₃}的1.1-2倍；

采样频率f_sample＝max{f₁，f₂，...，f_n}，其中，f_k为第k个采样通道的采样频率，k＝1，2，...，n；

要求满足f≥N×(m+2)×f_sample；其中，m为A/D转换器完成模数转换需要的最短时间T_AD与T的比值取整。

3.根据权利要求2所述的基于时分复用和多通道的工业数据采集方法，其特征在于，采样通道数为24；时钟周期T＝250ns，时钟频率f＝1/T＝4MHz为控制器外接时钟频率的二分频；采样频率f_sample＝20KHz。

4.一种基于时分复用和多通道的工业数据采集系统，其特征在于，采样通道为24个，用于对10个点位的转速、8个点位的加速度和6个点位的位移进行采样；两片16选一的模拟开关MAX306的24个输入端接该24个采样通道；模拟开关的输出端接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端接数据缓存器；

模拟开关、A/D转换器和数据缓存器均与控制器相连；

A/D转换器采用单通道16位AD7671芯片；控制器采用CPLD EPM7128A芯片；采用两片2048×9位的FIFO IDT7203扩展成2048×16位作为数据缓存器与AD7671接口；

采用权利要求3所述的基于时分复用和多通道的工业数据采集方法实现数据采集。