专利名称：信号采集电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及单片机技术，特别涉及单片机模拟量采集端口。
背景技术：
在单片机的开发中，信号的检测数量由单片机提供的A/D端口的数量决定。例如，一个单片机集成电路有10个A/D端口，那么它所检测的信号数量不能超过10个，一个A/D端口只能检测一路信号，这已经成为了一种惯例。所以，集成电路开发商为了适应市场需要，开发了具有更多A/D端口，结构更复杂，成本更高的芯片，用以满足用户的需求。实际应用中，一般单片机用户需要检测的模拟量(信号)很多，但输入输出量却用的较少。为了满足模拟量的检测，却不得不选择A/D端口足够的芯片，这就有可能多出了更多无用的I/O端口，这些I/O端口只能悬空或接地，极大地浪费了系统资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术的单片机端口，结构分配不尽合理，特别是A/D端口数量不足的缺点，提供一种通过单片机外围电路，扩展单片机A/D端口的信号检测电路。
本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，信号采集电路，包括具有I/O端口和A/D端口的单片机；所述I/O端口可以根据程序输出高/低电平，所述A/D端口用于连接信号，进行信号采集；其特征在于，2路或2路以上信号通过切换开关与所述A/D端口连接，所述I/O端口与所述切换开关连接，控制所述切换开关的通断。
本发明的有益效果是，能够将成本较低、A/D端口较少的单片机，应用于需要较多模拟量检测的场合，可以根据设计需要灵活地增加单片机检测的模拟量数量，降低了系统成本，避免了系统资源的浪费，具有实用电路简单，容易实现的优点。
图1是本发明实施例1的电路图；图2是本发明实施例2的电路图。
具体实施例方式
以下结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。
本发明利用受单片机程序控制的I/O端口(输入/输出端口)，用少量元器件，扩展单片机的A/D端口(信号采集端口)。本发明中，N路信号在单片机控制下，按时序接入同一个信号采集端口，从而完成N路信号的采集。
本发明的技术方案，信号采集电路，包括具有I/O端口和A/D端口的单片机；所述I/O端口可以根据程序输出高/低电平，所述A/D端口用于连接信号，进行信号采集；其特征在于，2路或2路以上信号通过切换开关与所述A/D端口连接，所述I/O端口与所述切换开关连接，控制所述切换开关的通断；进一步的，所述A/D端口连接有抗干扰电路；具体的，所述抗干扰电路为RC滤波网络；优选的切换开关为光电耦合器；具体的，所述光电耦合器导通控制端一端接高电平，另一端接I/O端口；进一步的，所述切换开关为多选一开关；所述多选一开关的控制端与I/O端口连接。
实施例1下面以单片机采集模拟量为例，说明本发明的技术方案。
如图2所示，本例模拟变量共有N路，以RTn(1≤n≤N)表示模拟量，光电耦合器Dn(1≤n≤N)构成本例的切换开关，单片机U1的N个I/O端口(标记为PKn，n＝1、2……N)与光电耦合器Dn的控制端2脚连接，光电耦合器Dn的另一控制端1脚，通过限流电阻R1连接+5V电源。图中，瓷介电容C1与电阻R2构成本例的抗干扰电路，用于滤出高频干扰，电阻R2还为单片机U1的A/D端口(标记为AN1)提供合适的采集信号电压；电感L1具有抗干扰作用，GND为接地端。
需要检测的N个模拟量，通过N个单路控制的光电耦合器Dn连接到单片机U1的A/D端，再选择单片机U1未使用的N个I/O端口作为控制端，通过单片机U1对N个I/O端口进行控制，同时控制N个光电耦合器(D1、D2、D3、……Dn)的工作状态，限流电阻R1防止灌入单片机U1的电流过大，分压电阻R2主要作用是和模拟变量RTK串联，给单片机U1提供一个可检测的线性变量，选择适当的电阻R2会提高对模拟变量RT1、RT2、RT3、……RTn的检测精度，瓷介电容C1用于过滤电路中的高频段交流成分，固定电感L1作为一个储能元件在直流电路中可忽略其阻值，对+5V电源具有滤波和稳压作用。
当电路上电工作时，单片机U1首先进行程序初始化，I/O端口输出全部为高电平。然后，单片机U1将某I/O一端口PKn置于低电平，其余I/O端口置于高电平，使光电耦合器Dn处于导通工作状态，即图1中7、8脚导通；其余各路光电耦合器均处于截止状态，那么此时只有与处于导通工作状态的这一路光电耦合器连接的模拟变量RTn得到采样，单片机U1的A/D采样接口AN1采样到一个信号电压，通过单片机程序查表可以知道该模拟变量的属性。当采样一段时间T以后，单片机U1对采样到的数据进行记忆并及时处理，同时单片机U1通过对端口PKn的控制，将另一路光电耦合器置于导通状态，进行下一个模拟量采集。如此反复循环，直至将N个模拟变量检测完毕，并做出了相应的处理，再进行下一个周期的检测。如此，即可将N个模拟变量通过一个A/D端口AN1和N个I/O接口PKn(1≤n≤N)检测完成。
实施例2本例切换开关采用多选一开关(如常用的MMC4051八选一开关等，下面以八选一开关为例进行说明)。8路模拟量连接到八选一开关U2的输入端X1、X2……X8；八选一开关U2的输出端Xo与单片机U1的A/D端口AN1连接，八选一开关U2的控制端a、b、c分别与单片机U1的三个I/O端口PKn、PKp、PKm连接。如图2所示。在单片机U1的控制下，三个I/O端口PKn、PKp、PKm各具有高/低电平2种状态，他们的组合共8种状态，分别对应八选一开关U2的8个输入端X1、X2……X8与输出端Xo的接通状态。当某一输入端与输出端接通时，对应的模拟量即被采集。这样，通过3个三个I/O端口和1个A/D端口，就可以对8个模拟量进行采集，达到了扩展A/D端口的目的。
权利要求
1.信号采集电路，包括具有I/O端口和A/D端口的单片机；所述I/O端口可以根据程序输出高/低电平，所述A/D端口用于信号采集；其特征在于，2路或2路以上信号通过切换开关与所述A/D端口连接，所述I/O端口与所述切换开关连接，控制所述切换开关的通断。
2.根据权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述A/D端口连接有抗干扰电路。
3.根据权利要求2所述的信号采集电路，其特征在于，所述抗干扰电路为RC滤波网络。
4.根据权利要求1、2或3所述的信号采集电路，其特征在于，所述切换开关为光电耦合器。
5.根据权利要求4所述的信号采集电路，其特征在于，所述光电耦合器导通控制端一端接高电平，另一端接I/O端口。
6.根据权利要求1、2或3所述的信号采集电路，其特征在于，所述切换开关为多选一开关；所述多选一开关的控制端与I/O端口连接。
全文摘要
本发明涉及单片机技术，特别涉及单片机模拟量采集端口。本发明针对现有技术的单片机端口，结构分配不尽合理，特别是A/D端口数量不足的缺点，提供了一种通过单片机外围电路，扩展单片机A/D端口的信号检测电路。本发明的信号采集电路，将2路或2路以上信号通过切换开关与单片机1个A/D端口连接，在单片机控制下，所述切换开关按一定的时序关系导通、关断。本发明的有益效果是，能够将成本较低、A/D端口较少的单片机，应用于需要较多模拟量检测的场合，可以根据设计需要灵活地增加单片机检测的模拟量数量，降低了系统成本，避免了系统资源的浪费，具有实用电路简单，容易实现的优点。
文档编号G06F3/05GK1996223SQ20061002245
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年12月8日
发明者潘宇, 刘运中, 钱中源, 刘启武 申请人:四川长虹电器股份有限公司