专利名称：可重配置传感器嵌入式数字信号采集处理器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种可重配置传感器嵌入式数字信号采集处理器。属于电子与测控技术领域。
背景技术：
在水电站、水利枢纽及水库中的闸门位置的检测中，根据不同的条件、不同的要求，选用不同类型的闸门，既有液压门，又有弧门和平板门；对于不同类型的闸门，必须采用不同类型的传感器来检测闸门的位置变化，以便控制闸门的开度，更好地管理和合理使用水资源。由于测量的精度、高度不尽相同，无法生产一种传感器来适应不同的场合、不同的要求。目前，在实际的应用中，多种类型传感器并存，生产和调试以及现场安装很不方便；在工程使用中，都是根据需要定制，这样往往影响了工程的进度。为了满足工程需要，现在一般都采用多种型号的检测仪表，针对一种类型的传感器，生产一种类型的检测仪表，这样不但增加了成本，也降低了仪表使用的灵活性。也有的仪表通过仪表键盘操作来设置传感器的类型，这样可能会发生误操作，给用户的维修和使用都带来不便。
发明内容
本实用新型的目的在于针对已有检测仪表存在的缺陷，提出一种可适用多场合，使用方便、设计简单、性能可靠的可重配置传感器嵌入式数字信号采集处理器。本实用新型的技术解决方案其结构是由单片机电路，并行口扩展输入电路，传感器数据输入电路，地址开关电路组成，其中单片机电路的输入端接并行口扩展输入电路的输出端，单片机电路的输出端接并行口扩展输入电路的输入端；并行口扩展输入电路的输入端接传感器数据输入电路的输出端和地址开关电路的输出端。
传感器的19根数据输入线，经RC滤波电路滤波后，再经过反相门反相，连接到三块并行输入口(型号74HC244)，作为数据输入口；用并行输入口剩余的输入线连接地址开关，用来选择传感器的类型；使用嵌入式微控制器(型号AT89C51)作为处理器，将传感器的数据读入并进行处理、保存和显示。同时，三块并行输入口(型号74HC244)都挂在嵌入式微控制器(型号AT89C51)的输入/输出口上，用三根I/O线来进行选通。本实用新型的优点采用地址开关的方法，用硬件来选择传感器的类型，一种型号的测量仪表可以与多种类型的传感器配套，适用多种场合，性能可靠、使用方便、设计简单；嵌入式微控制器AT89C51采用非总线式进行并行I/O口扩展，不但节约了成本，也提高了系统的可靠性，设计灵活、简单；同时嵌入式微控制器AT89C51提供一个串行口，可将测量数据通过串行口输出。
附图1是本实用新型的结构方块示意图。
附图2是本实用新型的电原理图。
图中的1’是单片机电路，2’是并行口扩展输入电路，3’是传感器数据输入电路，4’是地址开关电路。
具体实施方式
对照附图1，其结构是由单片机电路1’，并行口扩展输入电路2’，传感器数据输入电路3’，地址开关电路4’组成，其中单片机电路1’的输入端接并行口扩展输入电路2’的输出端，单片机电路1’的输出端接并行口扩展输入电路2’的输入端；并行口扩展输入电路2’的输入端接传感器数据输入电路3’的输出端和地址开关电路4’的输出端。
对照附图2，传感器的19根输入数据线通过传感器数据输入电路3’中的插座J1(型号DB25)接入，数据线1通过电阻R1(型号10K)、R20(型号510K)和电容C1(0.01u)连接到传感器数据输入电路3’中的反相器芯片U7(型号74HC04)的输入端1#脚，同样数据线2～数据线6都通过RC滤波电路对应连接到反相器芯片U7的输入端3#脚、5#脚、9#脚、11#脚和13#脚，数据线7～数据线12通过RC滤波电路对应连接到传感器数据输入电路3’中的反相器芯片U8(型号74HC04)的输入端1#脚、3#脚、5#脚、9#脚、11#脚和13#脚，数据线13～数据线18通过RC滤波电路对应连接到传感器数据输入电路3’中的反相器芯片U9(型号74HC04)的输入端1#脚、3#脚、5#脚、9#脚、11#脚和13#脚，数据线19通过RC滤波电路连接到传感器数据输入电路3’中的反相器芯片U10(型号74HC04)的输入端1#脚；传感器数据输入电路3’中反相器芯片U7的输出端2#脚、4#脚、6#脚、8#脚、10#脚和12#脚对应连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3(型号74HC244)的输入端的2#脚、4#脚、6#脚、8#脚、11#脚和13#脚，传感器数据输入电路3’中反相器芯片U8的输出端2#脚和4#脚对应连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3的输入端的15#脚和17#脚，传感器数据输入电路3’中U8的输出端6#脚、8#脚、10#脚和12#脚对应连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U4(型号74HC244)输入端的2#脚、4#脚、6#脚和8#脚，传感器数据输入电路3’中反相器芯片U9的输出端2#脚、4#脚、6#脚和8#脚对应连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U4的输入端的11#脚、13#脚、15#脚和17#脚，传感器数据输入电路3’中反相器芯片U9的输出端10#脚和12#脚对应连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U5(型号74HC244)输入端的2#脚和4#脚，传感器数据输入电路3’中反相器芯片U10的输出端2#脚连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U5输入端的6#脚；地址开关电路4’中地址开关的1#脚～5#脚和排电阻RA5(型号10K×8)连接后，对应连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U5输入端的17#脚、15#脚，13#脚、11#脚和8#脚；并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3、U4和U5输出端的18#脚连接在一起，连接到单片机电路1’中嵌入式微控制器U1(型号AT89C51)输入端的1#脚，并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3、U4和U5输出端的16#脚连接在一起，连接到单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输入端的2#脚，并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3、U4和U5输出端的14#脚连接在一起，连接到单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输入端的3#脚，并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3、U4和U5输出端的12#脚连接在一起，连接到单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输入端的4#脚，并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3、U4和U5输出端的9#脚连接在一起，连接到单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输入端的5#脚，并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3、U4和U5输出端的7#脚连接在一起，连接到单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输入端的6#脚，并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3、U4和U5输出端的5#脚连接在一起，连接到单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输入端的7#脚，并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3、U4和U5输出端的3#脚连接在一起，连接到单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输入端的8#脚；单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输出端的15#脚连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U3输入端的1#脚和19#脚，单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输出端的16#脚连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U4输入端的1#脚和19#脚，单片机电路1’中嵌入式微控制器U1输出端的17#脚连接到并行口扩展输入电路2’中并行输入口U5输入端的1#脚和19#脚；单片机电路1’中的复位电路由复位电路芯片U2(型号MAX813L)和二极管D1(型号IN4148)组成，复位电路芯片U2输出端的7#脚输出复位信号给嵌入式微控制器U1的9#脚，嵌入式微控制器U1的13#脚输出信号到复位电路芯片U2的6#脚，控制复位电路芯片U2工作，由电容C21、C22(型号22p)和晶振X1(型号11.0592M)组成震荡电路，晶振X1的两端连接到嵌入式微控制器U1的18#脚和19#脚；单片机电路1’中还有显示接口和串行口接口，通过插座J2(型号IDC16)接入显示器显示测量的数据，通过插座J3(型号SIP3)接入串行口，将测量数据以串行方式输出。
权利要求1.可重配置传感器嵌入式数字信号采集处理器，其特征是由单片机电路(1’)，并行口扩展输入电路(2’)，传感器数据输入电路(3’)，地址开关电路(4’)组成，其中单片机电路(1’)的输入端接并行口扩展输入电路(2’)的输出端，单片机电路(1’)的输出端接并行口扩展输入电路(2’)的输入端；并行口扩展输入电路(2’)的输入端接传感器数据输入电路(3’)的输出端和地址开关电路(4’)的输出端。
专利摘要本实用新型是一种可重配置传感器嵌入式数字信号采集处理器。其结构是由单片机电路，并行口扩展输入电路，传感器数据输入电路，地址开关电路组成，其中单片机电路的输入端接并行口扩展输入电路的输出端，单片机电路的输出端接并行口扩展输入电路的输入端；并行口扩展输入电路的输入端接传感器数据输入电路的输出端和地址开关电路的输出端。优点采用地址开关的方法，用硬件来选择传感器的类型，一种型号的测量仪表可以与多种类型的传感器配套，适用多种场合，嵌入式微控制器AT89C51采用非总线式进行并行I/O口扩展，成本低、可靠性高，设计灵活、简单；同时嵌入式微控制器AT89C51提供一个串行口，可将测量数据通过串行口输出。
文档编号G01D21/00GK2789730SQ20052006979
公开日2006年6月21日 申请日期2005年3月14日 优先权日2005年3月14日
发明者严锡君, 徐立中, 黄凤辰, 李德富 申请人:河海大学, 徐州市理工计算机工程技术研究所