[实用新型]一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块

说明书

本实用新型提供了一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，属于模拟信号采集技术领域。其技术方案为：一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，包括CPU以及与CPU连接的模拟信号采集单元；所述模拟信号采集单元包括模拟信号输入端IN、电压采集单元以及电流采集单元，所述电压采集单元的输入端和所述电流采集单元的输入端均与所述模拟信号输入端IN连接，所述电压采集单元的输出端和所述电流采集单元的输出端分别与所述CPU连接；所述电流采集单元与所述CPU形成控制回路，控制所述模拟信号输入端IN能够采集的信号输入类型。本实用新型的有益效果：能够配置本模块的信号输入类型，在同一个模拟信号输入端实现对不同类型的模拟信号采集。

技术领域

本实用新型涉及模拟信号采集技术领域，尤其涉及一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块。

背景技术

目前市面上的模拟信号采集模块，绝大多数只能支持一种类型的输入信号，即，要么是0-5V电压信号、要么是0-10V电压信号、要么是4-20mA电流信号，支持的输入类型是由硬件决定的，选择好硬件后输入类型就不可再更改。当然也有的模拟量采集模块能支持多种输入信号类型，但是是用拨码开关的方式实现的，使用前需要进行手动切换，这就造成模拟信号采集模块的种类繁多，通用性较差，使用拨码开关也会增加硬件复杂性。实际使用时，当模拟信号采集模块设置的位置较为分散或者距离上位机较远时，采用硬件手动设置模拟模拟信号采集模块的信号输入类型就比较费事，不够灵活。

实用新型内容

针对上述现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，模拟信号的输入类型能够通过软件配置，在同一个输入端实现对不同类型的模拟信号的采集。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种可配置信号输入类型的模拟信号采集模块，包括CPU以及与CPU连接的模拟信号采集单元；

所述模拟信号采集单元包括模拟信号输入端IN、电压采集单元以及电流采集单元，所述电压采集单元的输入端和所述电流采集单元的输入端均与所述模拟信号输入端IN连接，所述电压采集单元的输出端和所述电流采集单元的输出端分别与所述CPU的不同的ADC引脚连接；

所述模拟信号输入端IN允许输入电压或电流模拟信号；所述电压采集单元将电压信号隔离并调整成能够被所述CPU所采集的电压信号范围，比如0~5V或0~10V电压信号；所述电流采集单元将所述电流信号转化为电压信号比如将4~20mA的电流信号转换为1-5V电压信号；

所述电流采集单元与所述CPU形成控制回路，控制所述模拟信号输入端IN能够采集的信号输入类型。根据模拟信号输入类型，所述CPU通过控制回路能够选择是否连通所述电流采集单元，并选择相应的ADC引脚采集模拟信号。

进一步，所述电流采集单元包括可控开关组件，所述可控开关组件的负载端的输入端作为所述电流采集单元的输入端，所述可控开关组件的负载端的输出端作为所述电流采集单元的输出端；所述可控开关组件的负载端的输出端还连接有采样电阻R，所述采样电阻R的另一端接地；所述可控开关组件的控制端与所述CPU的I/O引脚连接。所述CPU通过控制I/O引脚的高低电平能够控制所述可控开关组件的负载端的开关状态；当所述可控开关组件的负载端闭合时，所述CPU能够通过所述电流采集单元采集电流信号；当所述可控开关组件的负载端断开时，所述CPU能够通过所述电压采集单元采集电压信号。

进一步，所述电压采集单元包括电压跟随器，所述电压跟随器的输入端作为所述电压采集单元的输入端，所述电压跟随器的输出端连接有电阻分压电路，所述电阻分压电路的输出端作为所述电压采集单元的输出端。模拟电压信号经过电压跟随器隔离后，再经过分压输入至所述CPU相应的ADC采集通道。采样电阻和分压电阻的取值，应保证输入的的电压满足所述CPU可采集的电压范围之内。

进一步，所述电压跟随器包括运算放大器，所述运算放大器的输入正极为所述电压跟随器的输入端，所述运算放大器的输入负极与所述运算放大器的输出极连接，所述运算放大器的输出极作为所述电压跟随器的输出端。