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

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

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。

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0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0或1， 控制单元收到数字信号比较器传来的信号只有0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

鉴于上述技术问题本发明提供一种采集信号的方法，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

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。

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；

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。

优选的，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。

一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；

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。

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。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

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。

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。

附图说明

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。

图1为本发明提供的采集信号的方法整体流程图；

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

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。

在本实施例中，提供一种采集信号的方法，请参阅图1所示，

S1：信号放大模块将初始信号进行放大得到放大信号；

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。

S2：MCU模块通过第一多通道采集放大信号；

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。

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；

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0或1两个结果。

S4：信号放大模块将放大信号传输给信号比较模块；

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。

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；

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。

S6：MCU模块的第三多通道接收信号比较模块的比较结果。

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0或1两个结果。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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：

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。

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0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。

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5.001v，4.995v，5.1v，4.95v。MCU模块采集放大信号值为5.001v，4.995v， 5.1v，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5.011v。即数值信号大于5.011v则判断为1，小于5.011v则 判断为0。

在本次采集中，5.001v，4.995v，4.95v均小于5.011v则判断为0，而5.1v 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。

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。

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；

所述MCU模块3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；

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；

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。

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。

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。

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。