本實用新型專利技術設計了一種基于CAN總線和C8051F060的高精度多通道數據采集卡，包括運放跟隨模塊、模擬開關模塊、信號分壓調理模塊、C8051F060單片機、光耦隔離模塊、CAN總線驅動器模塊及電源DC-DC模塊，所述運放跟隨模塊與外部連接器導通，并與模擬開關模塊、信號分壓調理模塊、C8051F060單片機、光耦隔離模塊及CAN總線驅動器模塊依次串行連接，電源DC-DC模塊通過導線與光耦隔離模塊及CAN總線驅動器模塊導通。實現8通道數據采集，根據測量需要，結合采樣率與C8051F060處理能力，稍微修改程序，可以擴展通道數量。使用C8051F060控制器，片內集成ADC和CAN控制器，節約成本的同時提高板卡的抗干擾能力。
【技術實現步驟摘要】
：本技術涉及數據采集領域，具體涉及一種基于CAN總線技術的高精度多通道數據采集卡。
技術介紹
：數據采集(DAQ)，是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中自動采非電量或者電量信號，送到上位機中進行分析，處理。數據采集系統是結合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。數據采集卡，即實現數據采集(DAQ)功能的計算機擴展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCIExpress、火線(IEEE1394)、PCMCIA、ISA、CompactFlash、485、232、以太網、各種無線網絡等總線接入個人計算機。CAN總線是一種采用無破壞性位競爭機制實現串形多主通行的現場總線。由于CAN總線具有抗干擾能力強、報文短、實時性好和組網成本低等優點，所以被廣泛應用于環境相對惡劣、電磁輻射大、對可靠性要求較高的工業自動化現場、船舶、醫療設備、工業設備等方面。然而大多數的基于CAN總線的采集板卡都是單通道數據采集，因為多通道數據采集在數據交換周期內很難達到較高的實時性，而且一般都是8bit分辨率的ADC進行數據的采樣編碼，采集的精度相對比較低，因此以往的CAN總線采集卡的使用性能越來越不能滿足日益增長的測量需求。
技術實現思路
：為了解決上述問題，本技術提供了一種8通道數據采集，根據測量需要，結合采樣率與C8051F060處理能力，稍微修改程序，可以擴展通道數量的技術方案：一種基于CAN總線和C8051F060的高精度多通道數據采集卡，包括運放跟隨模塊、模擬開關模塊、信號分壓調理模塊、C8051F060單片機、光耦隔離模塊、CAN總線驅動器模塊及電源DC-DC模塊，所述運放跟隨模塊與外部連接器導通，并與模擬開關模塊、信號分壓調理模塊、C8051F060單片機、光耦隔離模塊及CAN總線驅動器模塊依次串行連接，所述電源DC-DC模塊通過導線與光耦隔離模塊及CAN總線驅動器模塊導通。作為優選，運放跟隨模塊為若干個，共用一個一個模擬開關模塊。作為優選，C8051F060單片機內部包括主控制器，并集成了1個采樣率為1Mbps且分辨率為16bit的ADC和一個完全符合CAN2.0A和2.0B的CAN總線控制器。作為優選，CAN總線控制器和CAN總線驅動器之間采用光耦隔離。本技術的有益效果在于：（1）本技術通過運放跟隨模塊、模擬開關模塊、信號分壓調理模塊、C8051F060單片機、光耦隔離模塊、CAN總線驅動器模塊及電源DC-DC模塊的配合運作，實現8通道數據采集，根據測量需要，結合采樣率與C8051F060處理能力，稍微修改程序，可以擴展通道數量。（2）本技術使用C8051F060控制器，片內集成ADC和CAN控制器，節約成本的同時提高板卡的抗干擾能力。（3）本技術采用多通道均勻過采樣算法，提高信噪比，從而提高板卡的采集精度。附圖說明：圖1為本技術的結構示意圖；圖2為本技術的多通道均勻過采樣程序流程圖。具體實施方式：為使本技術的專利技術目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本技術的實施方式作進一步地詳細描述。如圖1所示，本技術設計了一種基于CAN總線和C8051F060的高精度多通道數據采集卡，包括運放跟隨模塊1、模擬開關模塊2、信號分壓調理模塊3、C8051F060單片機4、光耦隔離模塊5、CAN總線驅動器模塊6及電源DC-DC模塊7，運放跟隨模塊1與外部連接器8導通，并與模擬開關模塊2、信號分壓調理模塊3、C8051F060單片機4、光耦隔離模塊5及CAN總線驅動器模塊6依次串行連接，電源DC-DC模塊7通過導線與光耦隔離模塊5及CAN總線驅動器模塊6導通。其中的運放跟隨模塊1為若干個，共用一個模擬開關模塊2。與此同時，C8051F060單片機4內部包括主控制器4a，并集成了1個采樣率為1Mbps且分辨率為16bit的ADC4b和一個完全符合CAN2.0A和2.0B的CAN總線控制器4c。采用集成的芯片不僅可以簡化電路結構，提高可靠性，還可以大大降低功耗，節約成本，并能在硬件上增強設備的抗干擾能力，提高系統的可靠性。另外在CAN總線控制器4c和CAN總線驅動器6之間采用光耦隔離模塊5隔離，使收發器的電源和信號完全隔離開，兩邊的信號互不干擾，安全可靠。本技術在主控器C8051F060內部開辟Ping/Pong緩存，上電后以固定周期采集數據交替存入Ping/Pong緩存內（啟動A/D采集轉化不受總線指令控制），當接收到來自CAN總線的指令時，將已經準備好的數據直接送出，這樣可以在某種程度上提高系統數據交換周期內的傳輸數據的實時性。在一個數據交換周期內，采集卡需要完成8個通道的數據采樣，為了提高系統的采樣精度，采用過采樣取均值算法。結合C8051F060的運算處理能力，最高過采樣倍數定為16倍。如圖2所示，在程序中定義一個Ping/Pong緩存切換標志buffer_flg，定義變量count1、count2，count1代表通道號、count2代表采樣次數。A/D轉換完成之后，將標志AD0INT清零，然后對當前通道中前16次的采樣值求平均值。然后判斷緩存切換標志來更新Ping/Pong緩存中的數據，接著判斷當前通道號，如果是第八通道，再判斷采樣次數，如果采樣次數為16次，將count2賦1，如果不是，count2加1，不管是第幾次采樣，接下來都要將緩存標志切換，并將變量count1賦0，如果不是第八個通道，就將通道號count1加1，然后控制模擬開關切換通道。Ping/Pong緩存在一個周期內大約更新8次。所以指令過來的時候取走的一定是最新的一次更新完的數據，實時性較高。上述實施例只是本技術的較佳實施例，并不是對本技術技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本技術專利的權利保護范圍內。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于CAN總線和C8051F060的高精度多通道數據采集卡，其特征在于：包括運放跟隨模塊、模擬開關模塊、信號分壓調理模塊、C8051F060單片機、光耦隔離模塊、CAN總線驅動器模塊及電源DC?DC模塊，所述運放跟隨模塊與外部連接器導通，并與模擬開關模塊、信號分壓調理模塊、C8051F060單片機、光耦隔離模塊及CAN總線驅動器模塊依次串行連接，所述電源DC?DC模塊通過導線與光耦隔離模塊及CAN總線驅動器模塊導通。
【技術特征摘要】
1.一種基于CAN總線和C8051F060的高精度多通道數據采集卡，其特征在于：包括運放跟隨模塊、模擬開關模塊、信號分壓調理模塊、C8051F060單片機、光耦隔離模塊、CAN總線驅動器模塊及電源DC-DC模塊，所述運放跟隨模塊與外部連接器導通，并與模擬開關模塊、信號分壓調理模塊、C8051F060單片機、光耦隔離模塊及CAN總線驅動器模塊依次串行連接，所述電源DC-DC模塊通過導線與光耦隔離模塊及CAN總線驅動器模塊導通。
2.根據權利要求1所述的一種基于CAN總線和C8051F060的高精度多通道數據...
【專利技術屬性】
技術研發人員：瞿林，陳景東，葛冉，俞波，
申請(專利權)人：臨境聲學科技江蘇有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32
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