基于A/D转换的多路脉冲数据采集器

摘要

一种基于A/D转换的多路脉冲数据采集器，适用于脉冲式电表、水表、气表及热表的数据采集，其特征是它包括输入限幅电路、多路切换开关、A/D转换器和主机微处理器，经A/D转换将采集的模拟信号转换为脉冲信号，并经微处理器软件滤波输出，另外采集器电源用电池和交流电两种方式供电，由电源微处理器控制电源的切换和电池的充电。由于供电电压精度高、滤波效果好、抗干扰性能好，采集的数据准确。

主权项

1.一种基于A/D转换的多路脉冲数据采集器，它包括采集电路和交直流供电电源电路，其特征是：(1)采集电路包括：①输入限幅电路，用于防止外部输入过高电压或负电压；②多路切换开关，用于对多路输入信号的轮流采样；③A/D转换器，用于从多路输入信号中采出正常脉冲信号、开路状态信号和短路状态信号；上述电路顺序连接后再接入主机微处理器；④主机微处理器用于各通道数据的处理、存储、通道的切换及故障状态输出，因此主机微处理器上还连接以下电路：⑤外扩展RAM存储器，用于补充微处理器的内存量；⑥外扩展EEPROM存储器，用于存储需长期保存的数据；⑦晶振，用于提供时序脉冲；⑧故障输出电路，用于故障状态的触发报警；(2)交直流供电电源电路包括：①直流电池，用于交流停电期间后备电池供电；②充电控制电路，用于直流电池的充电及停充状态的控制；③电压检测电路，用于检测直流电池电压和交流供电情况，向电源微处理器提供信号；上述电路连接到电源微处理器；④电源微处理器根据电压检测电路提供的信号，控制直流电池的充电过程和交、直流供电状态的切换；⑤电源微处理器连接到电子切换开关，电子切换开关上有交流电压经变压、整流、滤波、稳压后的直流输入口VCC1、直流电池的后备输入口VCC2和电源微处理器控制后的直流输出口VCC，经输出口向采集电路系统供电；(3)为防止干扰信号进入采集器，采用软件滤波的方式，因此主机微处理器执行以下步骤：①单片机初始化；②各通道采样一次，直到每个通道采完N次；③上述N次采样中有下降沿，对应通道内存数据加1，再继续进行步骤②；④上述N次采样中若没有下降沿，判断是否开路；⑤若是开路则故障输出，输出后再继续进行步骤②；⑥若不是开路则判断是否短路；⑦是短路则故障输出，输出后再继续进行步骤②；⑧不是短路则继续进行步骤②；经上述软件滤波、采集的各通道数据为真实数据；(4)为保证交流电停电期间的电源切换，电源微处理器执行以下步骤：①微处理器上电，初始化，置交流供电状态，置电池等待充电状态即清F0标志，并为定时器初始化；②如交流掉电，切断交流，开直流，关闭VCC1口，同时启动定时器，由VCC2口向VCC供电；③当交流恢复时，切断直流，开交流，关闭VCC2口，由VCC1向VCC供电，同时关闭定时器；④判断电池电压是否低于下限；⑤当电池端电压低于下限电压时，清掉F0标志，打开充电回路向电池充电；⑥当电池电压达到上限值时，关闭充电回路，禁止电池等待充电状态即置F0标志。