一种水下多通道数据采集电路

摘要

本发明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。本发明功耗低，数据存储的可靠性高。

主权项

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BT1的正极，第一电池BT1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S1和第四接线端子J4；第五十四电容C54的一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的C1+脚，另一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的C1-脚，第五十五电容C55的一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的C2+脚，另一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的C2-脚，第五十九电容C59的一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的V-脚，另一端接数字地，第六十电容C60的一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的V+脚，另一端接数字地，第四十九电阻R49的一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的ON/OFF脚,另一端接第二发光二极管LED2的正极，第五十四电阻R54的一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的ON脚，另一端接数字地，第二发光二极管LED2的一端接第四十九电阻R49，另一端接数字地，第一开关S1的一端接+3.3V电源，另一端接RS232电平转换芯片LTC1385U12的ON/OFF脚，第四接线端子J4的B3脚和A3脚接RS232电平转换芯片LTC1385U12的TR2out脚,A2脚接RS232电平转换芯片LTC1385U12的RX2in脚，B1脚和A1脚接数字地，电平转换芯片LTC1385U12的D-DIS脚接MSP430F149芯片U17的P5.5/SMCLK脚，TR2in脚接MSP430F149芯片U17的P3.4/UTXD0脚，RX2out脚接MSP430F149芯片U17的P3.5/URXD0脚,GND脚接数字地，VCC脚接电压为+3.3V的电源。