专利名称：双通道数据同时采集处理分时显示的打印输出设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双通道数据采集处理设备，特别涉及一种双通道数据同时采 集处理分时显示的打印输出设备。
背景技术：
现在随着设备输出数据采集的精密化，设备输出的数据量越来越大，对数据采集 的实时性要求也越来越高。对于具有两个通道数据同时输出的被测设备进行数据采集是一 个需要解决的问题。目前，内嵌AD功能的单片机，一般具有两个AD采样工作模式单通道和多通道采 样模式。单通道采样模式无法对具备两个数据输出通道的被测设备进行实时采样，需要采 用多通道模式，但多通道模式是通过一个AD转换器的分时工作实现的，对双通道的数据采 样会存在至少一个AD采样周期的时间间隔，故无法满足应用中的高精度实时性的要求。发明内容鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供了 一种双通道数据同时采集处理分时 显示的打印输出设备。该设备对双通道输出的设备数据同时进行采集处理并记录，将处理 结果分时在同一液晶显示模块上显示，并分时在同一打印模块上打印输出。本实用新型为实现上述目的，所采取的技术方案是一种双通道数据同时采集处 理分时显示的打印输出设备，其特征在于包括设置在机箱上的打印机、电源开关、通道选 择开关、键盘、液晶显示屏，还包括设置在机箱内的系统电路，所述系统电路中的数据采集 卡通过数据总线分别与打印模块、键盘模块、液晶显示模块双向连接，所述通道选择开关与 数据采集卡连接，所述打印机与打印模块连接，所述键盘与键盘模块连接，所述液晶显示屏 与液晶显示模块连接。本实用新型的特点是采用两块单片机对被测设备进行AD采样，记录数据，并控 制液晶显示模块和打印模块，将处理结果分时在同一液晶显示模块显示及在同一打印输出 模块打印。其中利用单片机的软硬件一体化方案，实现对数据的同时采集、分时输出，提高 了数据采集的高精度实时性，降低了设备成本。并能够通过按键操作，完成对数据采集、输 出工作的时间上的控制。
图1为本实用新型结构示意图。图2为本实用新型电路连接框图。图3为本实用新型数据采集卡电路连接框图。图4为本实用新型软件流程图。
具体实施方式
如图1 3所示，双通道数据同时采集处理分时显示的打印输出设备，包括设置在 机箱1上的打印机2、电源开关3、通道选择开关4、键盘5、液晶显示屏6，还包括设置在机 箱1内的系统电路，系统电路中的数据采集卡通过数据总线分别与打印模块、键盘模块、液 晶显示模块双向连接，通道选择开关4与数据采集卡连接，打印机与打印模块连接，键盘与 键盘模块连接，液晶显示屏与液晶显示模块连接。数据采集卡的电路连接为安装有软件程序的单片机I通过数据交换模块与安装 有软件程序的单片机II连接，单片机I、单片机II的内部电路中的数据采集电路采集数据 通道I、数据通道II的数据并通过各自的AD转换电路将采集数据进行AD转换，再将转换结 果进行数据输出。双通道数据同时采集处理分时显示及打印输出设备基本原理如下为了保证数据采集的实时性、两通道的独立性，以及数据处理结果的实时显示，我 们采用两个单片机分别对双通道数据进行独立的采样处理，通过一个硬件的通道选择开关 来控制哪一个单片机控制显示屏和打印机。两个单片机共用一组键盘，一个显示屏和一个 打印机，通过状态沟通软件协调两个单片机唯一的总线权限，只有获得了总线控制权的单 片机才可以操作总线，进行显示和打印本通道的内容。若采用一块单片机的多通道模式进 行数据采集则无法满足AD采样的高度精确的同时性及高速的采样速率。这是因为，多通道 模式的单片机在启动AD采样中断时，只能保证对其中一路数据进行采集，只有当执行完一 路数据采集后，才能对第二路数据进行采集，无法非常精确地保证两路数据的同时采集。而 配置两块单片机采集数据，当两路数据同时出现的情况下，可以同时启动AD采样中断将两 路数据采集，保证了数据采集的同时性，并达到高速采集且高速处理的效果。保证时间检测 精度是系统的关键技术，我们采用精度高达20PPM的外部晶体振荡器作为处理器的时间基 准，对信号的出现及时响应中断程序，进入中断后，定时器周期性中断启动AD采样，软件不 干涉采样过程开始后的AD启动，不干扰采样的时间精度，只是当转换结束后读取转换值， AD采样的启动完全依靠由外部晶体振荡器提供时钟源的定时器，这从硬件上保证了系统采 样时间间隔的稳定性和精确性。如图2、3所示，两个单片机同液晶显示屏、打印机挂在一条总线上，通过总线管理 进行信息交换。数据采集处理卡将两块单片机的P0. 2、P0. 3、P0. 4、P0. 5、P0. 6、P7数字I/ 0 口 连接起来，作为两个单片机相互通信的渠道。其中P0. 2为命令发送状态标志位；P0. 3为命 令接受状态标志位；P0. 4为通道选择标志位；P0. 5为单片机1总线控制标志位；P0. 6为单 片机2总线控制标志位；P7为单片机之间命令交换通道。两单片机之间的通讯通过P7 口的命令交换来完成，为了确定两个单片机都已 准备好发送或接受命令，需对命令发送状态标志位及命令接受状态标志位进行判断。当 P0. 2=0且P0. 3=0时，两单片机之间可以相互传递P7 口的命令，其中P0. 2由单片机1控制， P0. 3由单片机2控制。在将要发送命令时P0. 2置0，同时检测P0. 3是否为0，若不为0则说 明单片机2未准备好或存在故障 ’若为0，则将P7的命令发送给单片机2，命令发送后P0. 2 置1，反之亦然。P0. 4作为通道选择标志位，P0. 5与P0. 6分别由单片机1与单片机2控制，当P0. 4置‘0’时，将检测P0. 5与P0. 6状态，其中状态标志位为‘0’的单片机为总线操作完毕可以 放弃总线，状态标志位为‘1’的单片机状态为正在操作总线且忙碌。P0. 4每次置‘0’即发 出两个请求，请求一个单片机放弃总线操作，请求另一个单片机操作总线。当正在操作总线 的单片机准备完毕，就会放弃总线并通知想操作总线的单片机，另一单片机接到通知后才 开始使用总线。这种请求可以在任何时刻提出，单片机完成当前必须做完的任务后即刻放 弃总线。通过更改状态标志确保只有一个单片机控制总线，软件将配置获得总线的状态标 志位置‘1’，放弃总线控制的单片机的状态标志位置‘0’，状态标志位为‘1’的单片机将发 送数据给打印模块及液晶显示模块，将其计算结果通过液晶显示模块与打印机模块输出； 另一块单片机则将连接在液晶模块及打印机模块上的管脚置‘1’。由于两块单片机需分时控制总线，需将两块单片机相对应的管脚同时连接到总线 上，为了让放弃总线单片机的管脚状态不会影响到控制总线单片机的管脚输出，需将这些 管脚配置为漏极开路，并将这些管脚通过电阻接+5V电压。这样，当放弃总线的单片机将这 些管脚保持置1状态时，控制总线的单片机的管脚输出就不会受到影响了。该系统具有很强的可扩展性对于通道数大于2的数据输出设备，只需增加单片 机的数量对更多通道的数据进行采集。状态沟通软件将重新为其他单片机配置工作状态， 在保持数据同时采集的前提下，保证只有唯一的单片机控制打印模块及液晶显示模块的总 线。软件流程如图4 该系统由单片机1发出指令初始化设置外部设备，并进入数据采 集界面。通过按键的操作及选择来决定是否开始对两个通道的数据进行采集。当采集结束 后将各单片机将对自己进行状态标志的设置，通过状态标志的不同，用户可定义任意单片 机控制总线进行打印及显示。打印及显示结束的单片机将更新状态信息到总线上，由另一 个单片机识别，并开始打印及显示。本系统还具备对通道运行状态是否良好的检查功能。通过状态沟通软件可以辨别 任意单片机的工作状态，单片机之间也可通过状态沟通模块进行状态的交换，对于状态标 志异常的单片机，系统将做出判断，并把判断结果显示在液晶显示模块上，将故障状态及时 反映给使用者。
权利要求1.一种双通道数据同时采集处理分时显示的打印输出设备，其特征在于包括设置在 机箱(1)上的打印机(2)、电源开关(3)、通道选择开关(4)、键盘(5)、液晶显示屏(6)，还包 括设置在机箱(1)内的系统电路，所述系统电路中的数据采集卡通过数据总线分别与打印 模块、键盘模块、液晶显示模块双向连接，所述通道选择开关(4)与数据采集卡连接，所述打 印机与打印模块连接，所述键盘与键盘模块连接，所述液晶显示屏与液晶显示模块连接。
2.根据权利要求1所述的双通道数据同时采集处理分时显示的打印输出设备，其特征 在于所述数据采集卡的电路连接为单片机I通过数据交换模块与单片机II连接，单片 机I、单片机II的内部电路中的数据采集电路采集数据通道I、数据通道II的数据通过各 自的AD转换电路进行数据输出。
专利摘要本实用新型涉及一种双通道数据同时采集处理分时显示的打印输出设备，它包括设置在机箱上的打印机、电源开关、通道选择开关、键盘、液晶显示屏，还包括设置在机箱内的系统电路，系统电路中的数据采集卡通过数据总线分别与打印模块、键盘模块、液晶显示模块双向连接，通道选择开关与数据采集卡连接，打印机与打印模块连接，键盘与键盘模块连接，液晶显示屏与液晶显示模块连接。该设备实现对数据的同时采集、分时输出，提高了数据采集的高精度实时性，降低了设备成本。并能够通过按键操作，完成对数据采集、输出工作时间上的控制。
文档编号B41J29/393GK201824654SQ201020569320
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者孟繁辉, 徐彪, 王保文, 王睿玲, 田力, 范玉进, 赵丕扬, 郝彬 申请人:天津光电通信技术有限公司