一种采集信号的方法及具有多通道信号采集的装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种采集信号的方法及具有多通道信号采集的装置，其中，MCU模块先通过采集信号放大模块放大后的模拟信号，再通过信号比较模块得到比较后的数字信号，这样实现了的数字信号和模拟信号相结合的采集方式，避免了只采集数字信号的单一，无法得知模拟的信号量。发挥了数字电路的快速采集，模拟信号的完整采集，将二者充分结合在一起，并应用到红外触摸，提高了红外触摸的扫描速度，使生产的便利性有很大改善。
【专利说明】一种采集信号的方法及具有多通道信号采集的装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数据采集领域，尤其涉及一种能够高速采集信号的方法及具有多通道 信号采集的装置。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，在采集AD信号前，先将模拟信号放大，再将放大后的模拟信号进行 模数转换，并通过总线传输给控制单元进行信息处理。这个过程中，接收采样的时间长，不 仅浪费系统资源，还影响整个系统的运行效率。
[0003] 现有技术中，还有一种信号采样的方式是将模拟信号经过通过数字信号比较器， 比较得出〇或1，再传输给控制单元进行信息处理。这个过程，虽然缩短了信号采样的时间， 但由于数字信号比较器比较得出的结果只有〇或1，控制单元收到数字信号比较器传来的 信号只有〇或1，控制单元无法收到实际的信号值。当有些模拟信号十分接近参考电平的临 界点时，会导致数字信号比较器误判断，给产品质量检测带来隐患，不利于实际生产对测试 产品质量的判断。
【发明内容】
[0004] 鉴于上述技术问题本发明提供一种采集信号的方法，包括：
[0005] 步骤一：信号放大模块将初始信号进行放大得到放大信号；
[0006] 步骤二：MCU模块通过第一多通道采集放大信号；
[0007] 步骤三:MCU模块根据采集的放大信号设定信号比较模块的参考信号，并通过第 二多通道将参考信号传输到信号比较模块；
[0008] 步骤四：信号放大模块将放大信号传输给信号比较模块；
[0009] 步骤五：信号比较模块根据MCU模块第二多通道传输的参考信号与放大信号进行 比较，得出比较结果；
[0010] 步骤六：MCU模块的第三多通道接收信号比较模块的比较结果。
[0011] 优选的，所述方法中步骤一之前还包括：
[0012] 将MCU模块进行初始化，清除MCU模块内存中已采集的信号。
[0013] 优选的，所述方法中步骤二还包括：
[0014] MCU模块将第一多通道采集的放大信号储存到内存中。
[0015] 优选的，所述方法中步骤三还包括：
[0016] MCU模块根据储存到内存中的放大信号，设定信号比较模块的参考信号。
[0017] 优选的，所述方法中还包括：
[0018] 信号放大模块能够设置有多通道并通过多通道同时将不同的初始信号进行放大 得到不同的放大信号；
[0019] MCU模块的第一多通道设置有多通道并能够通过多通道同时采集不同数值的放大 信号；
[0020] MCU模块根据不同数值的放大信号设定相应的信号比较模块的参考信号，并通过 第二多通道传输给具有多通道的信号比较模块；
[0021] 多通道信号放大模块将不同数值的放大信号传输给具有多通道的信号比较模 块；
[0022] MCU模块通过第三多通道接收多通道信号比较模块的比较结果。
[0023] 优选的，MCU模块的多通道传输、信号放大模块的多通道传输和信号比较模块的多 通道都能够同时传输不同数值的信号。
[0024] 优选的，MCU模块第一多通道采集不同数值的放大信号，并根据不同数值的放大信 号设定相应的信号比较模块的参考信号；
[0025] MCU模块通过第二多通道将所述参考信号传输给多通道信号比较模块；
[0026] 多通道信号比较模块接收到多通道信号放大模块发出不同数值的放大信号；
[0027] 多通道信号比较模块根据MCU模块提供的相应参考比较信号与不同数值的放大 信号相对应比较得出不同的比较结果；
[0028] MCU模块通过第三多通道接收多通道信号比较模块的不同的比较结果。
[0029] 优选的，所述方法还包括：
[0030] 当信号放大模块接收的初始信号出现波动，信号放大模块的放大信号同时出现波 动，MCU模块根据第一多通道采集到出现波动的放大信号，并相应的调整信号比较模块的设 定参考比较信号；
[0031] MCU模块将调整的设定参考比较信号通过第二多通道传输给信号比较模块；
[0032] 信号比较模块根据调整的设定参考比较信号与出现波动的放大信号进行比较。
[0033] -种具有多通道信号采集的装置，包括：多通道信号放大模块，多通道信号比较模 块和MCU模块；
[0034] 所述MCU模块包括第一多通道，第二多通道和第三多通道；
[0035] 所述多通道信号放大模块分别与所述多通道信号比较模块和所述第一多通道连 接，用于将不同数值的初始信号放大成不同数值的放大信号，并传输给所述多通道信号比 较模块和所述第一多通道；
[0036] 所述多通道信号比较模块分别与所述多通道信号放大模块、所述第二多通道和所 述第三多通道连接，用于接收所述MCU模块根据不同数值的放大信号设定出相应的参考比 较信号和所述多通道信号放大模块传输的不同数值的放大信号，且将不同数值的参考比较 信号与不同数值的放大信号相对应比较得出结果，传输给所述MCU模块；
[0037] 所述MCU模块用于实时采集所述多通道信号放大模块放大的不同数值的放大信 号，根据采集的放大信号设定出相应的参考比较信号，传输给所述多通道信号比较模块进 行比较，且当放大信号出现波动时，所述MCU模块实时调整传输所述多通道信号比较模块 的参考比较信号，并接收所述多通道信号比较模块的比较结果。
[0038] 优选的，所述多通道信号比较模块得出的比较结果包括数字0或数字1。
[0039] 从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
[0040] 在本发明中，MCU模块先通过采集信号放大模块放大后的模拟信号，再通过信号比 较模块得到比较后的数字信号，这样实现了的数字信号和模拟信号相结合的采集方式，避 免了只采集数字信号的单一，无法得知模拟的信号量。发挥了数字电路的快速采集，模拟信 号的完整采集，将二者充分结合在一起，并应用到红外触摸，提高了红外触摸的扫描速度， 使生产的便利性有很大改善。
[0041] 在本发明中，数字信号比较的参考值是根据初始信号实时变动调整的，因为MCU 模块通过采集信号放大模块的放大信号设定信号比较模块的参考比较值。当初始信号变动 调整，信号放大模块的放大信号也随之变动，MCU模块通过采集放大信号的变动，调整信号 比较模块的参考比较值，使得信号比较模块的比较结果更准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0042] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单 地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术 人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043] 图1为本发明提供的采集信号的方法整体流程图；
[0044] 图2为本发明提供的具有多通道信号采集的装置的整体示意图。
【具体实施方式】
[0045] 为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的 实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范 围。
[0046] 在本实施例中，提供一种采集信号的方法，请参阅图1所示，
[0047] S1 :信号放大模块将初始信号进行放大得到放大信号；
[0048] 具体的，这里的初始信号指的是初始模拟信号，信号放大模块将初始模拟信号进 行放大，这样相当于将模拟信号进行抗干扰处理，滤除干扰波，起到滤波的作用。
[0049] S2 :MCU模块通过第一多通道采集放大信号；
[0050] 这里MCU模块通过第一多通道采集到经过放大的模拟信号，避免了 MCU模块只能 通过信号比较模块收到0或1，而无法得到实际的模拟信号值，进一步避免了模拟信号在参 考电平的临界点时，会导致数字信号比较器误判断，给产品质量检测带来隐患。
[0051] S3 :MCU模块根据采集的放大信号设定信号比较模块的参考信号，并通过第二多 通道将参考信号传输到信号比较模块；
[0052] 具体的，MCU模块通过第二多通道设定信号比较模块的参考信号，这里的参考信号 为参考模拟信号，也就是信号比较模块将待测模拟信号与参考模拟信号进行比较，可以得 出〇或1两个结果。
[0053] S4 :信号放大模块将放大信号传输给信号比较模块；
[0054] 这里的信号放大模块将放大后的模拟信号传输给信号比较模块，使信号比较模块 将待测模拟信号与参考模拟信号进行比较。
[0055] S5:信号比较模块根据MCU模块第二多通道传输的参考信号与放大信号进行比 较，得出比较结果；
[0056] 可以理解的是，参考信号和放大信号均为模拟信号，信号比较模块比较的对象为 模拟信号，而信号比较模块得出的结果为数字信号，也就是0或1两个结果。
[0057] S6 :MCU模块的第三多通道接收信号比较模块的比较结果。
[0058] 可以理解的是，MCU模块通过与信号比较模块相连接的第三多通道接收信号比较 模块得出的结果，也就是〇或1两个结果。
[0059] 在本实施例中，在步骤S1之前还包括：将MCU模块进行初始化，清除MCU模块内存 中已采集的信号。就是将MCU模块中内存储存的信息进行清除，在每次执行信号采集之前， MCU模块将内存的信息清除，避免原来的信息影响到本次信号采集与处理的结果。
[0060] 在本实施例中，在步骤S2中还包括：MCU模块将第一多通道采集的放大信号储存 到内存中，以便后续工作提取。
[0061] 在本实施例中，在步骤S3中还包括：MCU模块根据储存到内存中的放大信号，设定 信号比较模块的参考信号。
[0062] 在本实施例中，MCU模块、信号放大模块和信号比较模块都能够采取多通道，并且 多通道都能够同时传输不同数值的信号。
[0063] 具体的，信号放大模块能够设置有多通道并通过多通道同时将不同的初始信号 进行放大得到不同的放大信号；MCU模块的第一多通道设置有多通道并能够通过多通道同 时采集不同的放大信号；MCU模块根据不同的放大信号设定相应的信号比较模块的参考信 号，并通过第二多通道传输给具有多通道的信号比较模块；多通道信号放大模块将不同的 放大信号传输给具有多通道的信号比较模块；MCU模块通过第三多通道接收多通道信号比 较模块的比较结果。这样提高信号传输的效率，也提升系统的整体效率。
[0064] 在本实施例中，MCU模块第一多通道采集不同数值的放大信号，并根据不同数值的 放大信号设定相应数值的信号比较模块的参考信号；MCU模块通过第二多通道将所述参考 信号传输给多通道信号比较模块；多通道信号比较模块接收到多通道信号放大模块发出不 同数值的放大信号；多通道信号比较模块根据MCU模块提供的相应参考比较信号与不同数 值的放大信号相对应比较得出不同的比较结果；MCU模块通过第三多通道接收多通道信号 比较模块的不同的比较结果。
[0065] 由此可知，在本发明中，MCU模块（Micro Control Unit,微控制器或单片微型计算 机或单片机）先通过采集信号放大模块放大后的模拟信号，再通过信号比较模块得到比较 后的数字信号，这样实现了的数字信号和模拟信号相结合的采集方式，避免了只采集数字 信号的单一，无法得知模拟的信号量。发挥了数字电路的快速采集，模拟信号的完整采集， 将二者充分结合在一起，并应用到红外触摸，提高了红外触摸的扫描速度，使生产的便利性 有很大改善。
[0066] 在本发明中，数字信号比较的参考值是根据初始信号实时变动调整的，因为MCU 模块通过采集信号放大模块的放大信号设定信号比较模块的参考比较值。当初始信号变动 调整，信号放大模块的放大信号也随之变动，MCU模块通过采集放大信号的变动，调整信号 比较模块的参考比较值，使得信号比较模块的比较结果更准确。
[0067] 为了更好的理解本发明的技术方案，下面以一个具体的实施例说明：
[0068] 假设初始模拟信号经过信号放大模块的值为A，MCU模块采集放大模拟信号A，并 根据采集的放大模拟信号A设定信号比较模块的参考模拟信号为B，并通过第二多通道将B 传输到信号比较模块，同时信号放大模块将放大模拟信号A传输给信号比较模块。
[0069] 信号比较模块将参考模拟信号B与放大模拟信号A进行比较，当A>B，判断为1 ;当 A〈B，判断为0。信号比较模块将结果传输给MCU模块。这样MCU模块不仅能够收到信号比 较模块的比较结果如〇或1，还能收到从信号放大模块的模拟量值。如果A和B的模拟量非 常接近，或者放大信号A发生波动时，MCU模块可以根据从信号放大模块的模拟量值A进行 调节参考模拟信号B，使得信号比较模块的比较参考模拟信号B能够动态调整，不受外界环 境因素的干扰。
[0070] 这里以具体是数值为例，假设初始模拟信号经过多通道信号放大模块的值为 5· ΟΟΙν，4· 995ν，5. lv，4. 95v。MCU 模块采集放大信号值为 5· ΟΟΙν，4· 995ν，5. lv，4. 8v。MCU 模块设定信号比较模块的参考值可以根据算数加权平均值法设定本次采集信号的比较参 考值。本次信号比较模块的参考值经过MCU模块的测算设定为5. Ollv。即数值信号大于 5. Ollv则判断为1，小于5. Ollv则判断为0。
[0071] 在本次采集中，5. 001v，4. 995v，4. 95v均小于5. Ollv则判断为0,而5. lv大于 5.011V判断为1。这样MCU模块同时得到了模拟量的数值，还得到的数字量的数值。
[0072] 如果在采集过程中，模拟量的信号发生变化，MCU模块根据算数加权平均值法，将 实时调整比较参考值，保证比较结果的准确性和动态性。当然MCU模块设定信号比较模块 的参考值还可以通过其他的方式进行设定如方差法，或标准差法，具体的设定方法这里不 做限定。
[0073] 在本发明中，提供一种具有多通道信号采集的装置，请参阅图2所示，包括：多通 道信号放大模块1，多通道信号比较模块2和MCU模块3 ;
[0074] 所述MCU模块3包括第一多通道，第二多通道和第三多通道；
[0075] 所述多通道信号放大模块1分别与所述多通道信号比较模块2和所述第一多通道 连接，用于将不同数值的初始信号放大成不同数值的放大信号，并传输给所述多通道信号 比较模块2和所述第一多通道；
[0076] 所述多通道信号比较模块2分别与所述多通道信号放大模块1、所述第二多通道 和所述第三多通道连接，用于接收所述MCU模块3根据不同数值的放大信号设定出相应的 参考比较信号和所述多通道信号放大模块1传输的不同数值的放大信号，且将不同数值的 参考比较信号与不同数值的放大信号相对应比较得出结果，传输给所述MCU模块3 ;
[0077] 所述MCU模块3用于实时采集所述多通道信号放大模块1放大的不同数值的放大 信号，根据采集的放大信号设定出相应的参考比较信号，传输给所述多通道信号比较模块2 进行比较，且当放大信号出现波动时，所述MCU模块3实时调整传输所述多通道信号比较模 块2的参考比较信号，并接收所述多通道信号比较模块2的比较结果。
[0078] 其中，所述多通道信号比较模块2得出的比较结果包括数字0或数字1。
[0079] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0080] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种采集信号的方法，其特征在于，包括： 步骤一：信号放大模块将初始信号进行放大得到放大信号； 步骤二：MCU模块通过第一多通道采集放大信号； 步骤三:MCU模块根据采集的放大信号设定信号比较模块的参考信号，并通过第二多 通道将参考信号传输到信号比较模块； 步骤四：信号放大模块将放大信号传输给信号比较模块； 步骤五：信号比较模块根据MCU模块第二多通道传输的参考信号与放大信号进行比 较，得出比较结果； 步骤六：MCU模块的第三多通道接收信号比较模块的比较结果。
2. 根据权利要求1所述的采集信号的方法，其特征在于， 所述方法中步骤一之前还包括： 将MCU模块进行初始化，清除MCU模块内存中已采集的信号。
3. 根据权利要求1所述的采集信号的方法，其特征在于， 所述方法中步骤二还包括： MCU模块将第一多通道采集的放大信号储存到内存中。
4. 根据权利要求1所述的采集信号的方法，其特征在于， 所述方法中步骤三还包括： MCU模块根据储存到内存中的放大信号，设定信号比较模块的参考信号。
5. 根据权利要求1所述的采集信号的方法，其特征在于， 所述方法中还包括： 信号放大模块能够设置有多通道并通过多通道同时将不同的初始信号进行放大得到 不同的放大信号； MCU模块的第一多通道设置有多通道并能够通过多通道同时采集不同数值的放大信 号； MCU模块根据不同数值的放大信号设定相应的信号比较模块的参考信号，并通过第二 多通道传输给具有多通道的信号比较模块； 多通道信号放大模块将不同数值的放大信号传输给具有多通道的信号比较模块； MCU模块通过第三多通道接收多通道信号比较模块的比较结果。
6. 根据权利要求5所述的采集信号的方法，其特征在于， MCU模块的多通道传输、信号放大模块的多通道传输和信号比较模块的多通道都能够 同时传输不同数值的信号。
7. 根据权利要求5所述的采集信号的方法，其特征在于， MCU模块第一多通道采集不同数值的放大信号，并根据不同数值的放大信号设定相应 的信号比较模块的参考信号； MCU模块通过第二多通道将所述参考信号传输给多通道信号比较模块； 多通道信号比较模块接收到多通道信号放大模块发出不同数值的放大信号； 多通道信号比较模块根据MCU模块提供的相应参考比较信号与不同数值的放大信号 相对应比较得出不同的比较结果； MCU模块通过第三多通道接收多通道信号比较模块的不同的比较结果。
8. 根据权利要求1所述的采集信号的方法，其特征在于， 所述方法还包括： 当信号放大模块接收的初始信号出现波动，信号放大模块的放大信号同时出现波动， MCU模块根据第一多通道采集到出现波动的放大信号，并相应的调整信号比较模块的设定 参考比较信号； MCU模块将调整的设定参考比较信号通过第二多通道传输给信号比较模块； 信号比较模块根据调整的设定参考比较信号与出现波动的放大信号进行比较。
9. 一种具有多通道信号采集的装置，其特征在于，包括：多通道信号放大模块，多通道 信号比较模块和MCU模块； 所述MCU模块包括第一多通道，第二多通道和第三多通道； 所述多通道信号放大模块分别与所述多通道信号比较模块和所述第一多通道连接，用 于将不同数值的初始信号放大成不同数值的放大信号，并传输给所述多通道信号比较模块 和所述第一多通道； 所述多通道信号比较模块分别与所述多通道信号放大模块、所述第二多通道和所述第 三多通道连接，用于接收所述MCU模块根据不同数值的放大信号设定出相应的参考比较信 号和所述多通道信号放大模块传输的不同数值的放大信号，且将不同数值的参考比较信号 与不同数值的放大信号相对应比较得出结果，传输给所述MCU模块； 所述MCU模块用于实时采集所述多通道信号放大模块放大的不同数值的放大信号， 根据采集的放大信号设定出相应的参考比较信号，传输给所述多通道信号比较模块进行比 较，且当放大信号出现波动时，所述MCU模块实时调整传输所述多通道信号比较模块的参 考比较信号，并接收所述多通道信号比较模块的比较结果。
10. 根据权利要求9所述的信号采集的装置，其特征在于， 所述多通道信号比较模块得出的比较结果包括数字0或数字1。
【文档编号】G08C19/00GK104157126SQ201410424501
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】薛琛, 左春生, 刘辉武, 谢旺, 张利财, 徐文杰 申请人:广州华欣电子科技有限公司