专利名称：一种数据采集卡、数据采集卡的扩展控制系统及其方法
技术领域：
本发明涉及数据传输与处理领域，尤其涉及一种数据采集卡、数据采 集卡的扩展控制系统及其方法。
背景技术：
目前，越来越多的工业控制、医疗、通讯、消费等电子产品日趋智能 化，以微处理器为核心的嵌入式系统得到日益广泛的应用，在很多应用场 景中，微处理器需要拾取周围环境的一些信息或者指令，通过智能化的分 析处理，最终输出必要的控制信息。例如，用户使用各类传感器，来探测 或感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成等(如烟雾)， 传感器将这些信息转换成一定格式的电信号，传递给微处理器进行分析、 处理，最后微处理器会根据这些信息数据，进行相应地调节或控制。
数据采集卡是指从传感器或其它待测设备采集数字或模拟信号，并将 其发送到微处理器进行分析,处理的器件。这些数据采集卡一般都采用通用
的总线接口与用户电路通过总线相连，总线接口包括ISA、 PCI、 PC/104、 PXI、 CPCI、 USB、火线(1394)、 Compact Flash等类型，总线通常分为并 行总线和和串行总线，对于ISA、 PCI等并行总线而言，连接的信号线很多， 因此信号传输距离较短，且扩展性不足；对于USB、 1394等串行总线而言， 允许较远的接入距离，使用方便，但是对用户电路中的处理器能力及软件 系统的要求较高。
目前，市场上出现了一些具备RS232、RS485等串行接口的数据采集卡， 能够自动采集输入数据信号后通过一定格式的通讯协议发送给用户电路， 并接收用户电路的输出数据信号的控制。然而这些数据采集卡存在以下弊 端首先，有些应用场景并不具备RS232/RS"5等串行接口，且软件和物 理条件难以支持；其次，软件通讯和协议也对数据采集卡的使用造成一定 的影响，不仅存在软件升级和协议兼容等问题，数据采集卡还需要完成译 码、校验等数据处理过程，因此其扩展性和稳定性都受到数据处理能力的
5制约，例如，如果通讯协议制定得很简单，则需要配套的数据校验能力，
且不合适恶劣环境下使用，扩展性不足；如果通讯协议指定的较复杂，用 户难以对其进行准确地校验，因此使用不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种扩展性强，稳定性高的数据 采集卡、数据采集卡的扩展控制系统及其方法。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
提出 一种数据采集卡的扩展控制方法，用于对至少一个并联设置的数 据采集卡实施扩展控制，包括以下步骤为每个数据采集卡预设板卡地址， 为所述数据采集卡中的每个数据通道预设通道地址；所述数据采集卡接收 来自用户电路的板卡节拍信号并生成对应的板卡地址信号，所述数据采集 卡将所述板卡地址信号与所述预设的板卡地址进^f比较，判断所述数据采 集卡是否被选通；如果所述数据采集卡被选通，则所述数据采集卡接收来 自用户电路的通道节拍信号并生成对应的通道地址信号，所述数据采集卡 将所述通道地址信号与所述预设的通道地址进行比较后，选通所述通道地 址信号对应的数据通道。
选通所述通道地址信号对应的数据通道之后，还包括以下步骤所述 数据采集卡将来自所述用户电路的输出数据信号发送至所述被选通的数据 通道，或从所述被选通的数据通道采集输入数据信号并将其发送至用户电 路。
所述输入数据信号包括输入数字信号和/或输入模拟信号，所述输出数 据信号包括输出数字信号和/或输出模拟信号。
所述不同类型的输入数据信号和输出数据信号通过不同的线缆在总线 中进行传输，所述板卡节拍信号和通道节拍信号通过一4艮单独的线缆在总 线中进行传输。
所述数据采集卡接收来自用户电路的板卡节拍信号之前，还包括对所 述板卡地址信号或通道地址信号进行清零的步骤。
所述数据采集卡生成对应的板卡地址信号之后，还包括对所述板卡地 址信号进行锁存的步骤。
所述数据采集卡将来自所述用户电路的输出数据信号发送至所述被选 通的数据通道的具体过程包括以下子步骤a)所述被选通的数据采集卡接
6收无效的通道锁存信号；b)所述被选通的数据采集卡接收来自所述用户电 路的输出数据信号；c)所述被选通的数据采集卡接收有效的通道锁存信号； d)所述被选通的数据釆集卡接收无效的通道锁存信号。
所述控制方法还包括所述未被选通的数据釆集卡暂停向用户电路发 送输入数据信号，并暂停接收来自用户单元的输出数据信号。
本发明还包括一种数据采集卡，所述数据采集卡包括板卡选通模块、通 道地址生成模块和信号处理模块；板卡选通一莫块为所述数据采集卡预设板 卡地址，用于接收来自用户电路的板卡节拍信号并生成对应的板卡地址信 号，还用于将所述板卡地址信号与所述预设的板卡地址进行比较后，判断 所述数据采集卡是否被选通；通道地址生成模块用于接收来自用户电路的 通道节拍信号并生成对应的通道地址信号，并将其发送至信号处理模块； 信号处理模块为所述数据采集卡中的每个数据通道预设通道地址，当所述 数据采集卡被选通时，信号处理模块用于将所述通道地址信号与所述预设 的通道地址进行比较后，选通对应的数据通道，并将来自用户电路的输出 数据信号发送至所述被选通的数据通道，或从所述被选通的数据通道采集 输入数据信号并将其发送至用户电路。
所述板卡选通模块和通道地址生成模块中都设有计数器，所述计数器 用于根据所述板卡节拍信号的个数生成对应的板卡地址信号，或根据所述 通道节拍信号的个数生成对应的通道地址信号。
本发明还包括一种数据采集卡的扩展控制系统，包括用户电路和至少 一个并联设置的数据采集卡，所述用户电路包括节拍信号控制模块，所述 每个数据采集卡包括板卡选通模块、通道地址生成模块和信号处理模块； 节拍信号控制模块用于向所述至少一个数据采集卡发送;f反卡节拍信号和通 道节拍信号；板卡选通模块为所述数据采集卡预设板卡地址，用于接收来 自所迷节拍信号控制模块的板卡节拍信号并生成对应的板卡地址信号，还 用于将所述板卡地址信号与所述预设的板卡地址进行比较后，判断所述数 据采集卡是否被选通；通道地址生成模块用于接收来自所述节拍信号控制 模块的通道节拍信号后生成对应的通道地址信号，并将其发送至信号处理 模块；信号处理模块为所述数据釆集卡中的每个数据通道预设通道地址， 当所述数据采集卡被选通时，信号处理模块用于将所述通道地址信号与所 述预设的通道地址进行比较后，选通对应的数据通道，并将来自用户电路 的输出数据信号发送至所述被选通的数据通道，或从所述^皮选通的数据通道采集输入数据信号并将其发送至用户电路。
本发明的有益效果是，本发明的数据采集卡、数据采集卡的扩展控制
系统和方法支持用户电路通过节拍信号/CP对数据采集卡以及数据采集卡
中的数据通道进行选通，并从对应的数据通道进行数据采集，或对其进行 信号控制的功能。数据采集卡中包括只包含计数器、比较器等硬件电路， 与现有技术中数据采集卡通过通讯协议主动向用户电路上报数据信息的方 式相比，本发明适用于多种串行接口，能够实现多个数据采集卡的并联控
制，因此通用性好，扩展性强；而且数据采集卡直接接受用户电路的控制， 并不存在软件升级和协议不兼容的问题，稳定性高。
本发明的数据采集卡能够从选通的数据通道对各种输入数字信号和/ 或输入模拟信号进行采集，或将来自用户单元的各种输出数字信号和/或输 出模拟信号发送至相应的数据通道，因此用途十分广泛。
本发明对数据采集卡和数据通道进行选通时，采用了地址清零、锁存 等技术方案，能够提高板卡选通和通道选通的准确性和数据传输的有效性。
图1为本发明的数据采集卡的扩展控制方法第一种具体实施方式
流程
图2为本发明的数据采集卡的扩展控制方法第二种具体实施方式
流程
图3为本发明的数据采集卡的扩展控制方法第三种具体实施方式
流程
图4为本发明的数据采集卡的扩展控制系统第一种具体实施方式
示意
图5为本发明的数据采集卡的扩展控制系统第二种具体实施方式
示意
图6为本发明的数据采集卡的控制电路一种具体实施方式
示意图； 图7为本发明的数据采集卡的数字信号处理模块一种具体实施方式
示 意图8为本发明的数据采集卡的模拟信号处理模块一种具体实施方式
示 意图9为本发明的数字信号数据采集卡的一种具体实施方式
示意8图10为本发明的模拟信号数据釆集卡的一种具体实施方式
示意图。
具体实施例方式
本发明实现了用户电路对多个并联设置的数据采集卡的扩展控制，用
户电路通过总线输出节拍信号/CP至各个数据采集卡后，如果某个数据采 集卡的板卡地址与该节拍信号/CP相匹配，则该数据采集卡被选通；用户 电路再输入节拍信号/CP至该被选中的数据采集卡以选通某个数据通道， 最后将来自用户电路的输出数据信号发送至被选通的数据通道，或从被选 通的数据通道采集输入数据信号并将其发送至用户电路。以下结合附图对 本发明的具体实施方式
进行说明。
如图l所示，本发明的数据采集卡的扩展控制方法的第一种具体实施 方式包括以下步骤
步骤S100:首先为每个数据采集卡预设板卡地址，为每个数据采集卡 中的每个数据通道预设通道地址，便于用户电路对其进进行区分。
步骤S101:数据采集卡接收来自用户电路的板卡节拍信号/CP，并通过 板卡计数器将其生成对应的板卡地址信号。本步骤中，数据采集卡采用板 卡计数器将板卡节拍信号/CP生成与其个数相对应的板卡地址信号，例如 用户电路需要选通1#数据采集卡时，需要输出1个板卡节拍信号/CP。本步 骤之前，用户电路可向数据采集卡发送复位信号/RST，使所有数据采集卡 中的板卡计数器和通道计数器清零，即使板卡地址信号和通道地址信号清 零便于准确选通数据釆集卡和数据通道。
步骤S102:数据采集卡将生成的板卡地址信号与预设的板卡地址进行 比较后，判断数据采集卡是否被选通。该步骤中，数据采集卡可首先在一 比较器中预置单板地址，比较器接收板卡计数器生成的板卡地址信号后与 预存的单板地址进行比较，最后输出低电平有效的单板选通信号/CS。该步 骤之前，用户电路还可向被选通的数据采集卡发送板卡锁存信号/BLE对板 卡地址信号进行锁存，该步骤通过锁存器来实现,锁存器接收板卡计数器生 成的板卡地址信号以及来自用户电路的板卡锁存信号/BLE后，将板卡地址 信号锁存到比较器的输入端。
步骤S103:判断数据采集卡是否浮皮选通，是，则进入步骤S105，否则 进入步骤S104。
歩骤S104:继续等待。
9步骤S105:数据采集卡接收来自用户电路的通道节拍信号/CP，并生成 对应的通道地址信号。与采集卡的选通方法相类似，数据采集卡采用通道 计数器将通道节拍信号/CP生成与其个数相对应的通道地址信号，例如用 户电路需要选通1#数据通道时，需要输出1个通道节拍信号/CP。
步骤S106:数据采集卡将生成的通道地址信号与预设的通道地址进行 比较，如果某一数据通道的预设的通道地址与生成的通道地址信号相匹配， 则该数据通道被选通。
步骤S107:数据釆集卡将来自用户电路的输出数据信号发送至被选通 的数据通道，或从被选通的数据通道采集输入数据信号并将其发送至用户 电路。其中，根据数据采集卡的具体应用，输入数据信号包括需要发送至 用户电路的输入数字信号(例如在位信号、告警信号)和/或输入模拟信号 (例如电流信号)等，这些输入数据信号经过调理后分别经过输入数字信 号共道DICS和输入模拟信号共道AICS发送至用户电路；输出数据信号包 括输出数字信号(例如开关机控制信号)和/或输出模拟信号(例如调压信 号)等，用户电路分别通过输出数字信号共道D0CS和输出模拟信号共道 A0CS将其发送至数据采集卡，并经调理后发送至对应的数据通道。
为了实现用户电路对数据通道进行准确地信号控制，避免信号干扰， 数据采集卡将来自用户电路的输出数据信号发送至被选通的数据通道时， 用户电路需要发送通道锁存信号至寻址锁存器对选通的数据通道进行隔 离，具体包括以下子步骤
a) 被选通的数据采集卡接收来自用户电路的无效的通道锁存信号 /CLE;
b) 被选通的数据采集卡接收来自用户电路的输出数据信号；
c) 被选通的数据采集卡接收来自用户电路的有效的通道锁存信号 /CLE;
d) 被选通的数据采集卡接收来自用户电路的无效的通道锁存信号 /CLE。
在上述的四个步骤中，每个步骤间具有一定延时，以保障信号能完整 地传输；且需要满足寻址锁存器的时序性要求，用户电路首先发送无效的 通道锁存信号/CLE，保证总线信号不误进入数据通道，然后发送输出数据 信号至数据采集卡，等待信号稳定后，再发送有效的通道锁存信号/CLE进 行通道地址的锁存，最后再次发送无效的通道锁存信号/CLE结束任务。本发明的数据采集卡的扩展控制方法中，用户电路通过节拍信号/CP
对多个并联设置的数据采集卡以及数据采集卡中的数据通道进行选通，并 实现了对应数据通道的数据采集或控制，数据采集卡中包括只包含计数器、 比较器等硬件电路，与现有技术中数据采集卡通过通讯协议主动向用户电 路上报数据信息的方式相比，本发明适用于多种串行接口，能够实现多个
数据采集卡的并联控制，因此通用性好，扩展性强；而且数据采集卡直接 接受用户电路的控制，并不存在软件升级和协议不兼容的问题，因此显著 提高了对数据采集卡进行数椐采集和信号控制的稳定性。
本实施方式中，为了提高数据传输距离，节拍信号/CP、复位信号/RST、 板卡锁存信号/BLE、通道锁存信号/CLE、输入数字信号以及输出数字信号 经过差分电平转换后，通过差分总线进行传输，例如可将这些信号转换成 TTL/CM0S电平、或者3. 3V的LVTTL电平信号在总线网络中进行传输。另 夕卜，输入模拟信号和输出模拟信号经M/频转换后，通过频率信号在总线 中进行传输，例如RS485、 RS422、 CAN等总线网络， 一种优选的实施方式 为RS485总线，其最大传输距离达到4000英尺，最高传输速率10Mbps， 总线上允许连接多达128个节点，能够扩展的最大数字信号能力高达32 路/采集卡X 128个采集卡- 4096路，其他的模拟采集量、数字/模拟的控 制量也是4096个，可以满足绝大多数应用需求。为了降低成本，数据采集 卡也可由用户电路通过总线网路远程供电。
本实施方式中，节拍信号/CP、复位信号/RST、板卡锁存信号/BLE、通 道锁存信号/CLE、输入数字信号以及输出数字信号等都可通过一根线缆在 总线中进4亍传输，然而为了便于数据采集卡对各种信号进行有效区分和识 别，提高控制效率和准确性，不同类型的输入数据信号和输出数据信号通 过不同的线缆在总线中进行传输，板卡节拍信号/CP和通道节拍信号/CP 通过一根单独的线缆在总线中进行传输。
另外，为了进一步保证数据传输的稳定性，可通过片选逻辑对输入数 字信号共道DICS、输入模拟信号共道AICS、输出数字信号共道DOCS和输 出模拟信号共道AOCS的状态进行控制，当复位信号/RST有效或者板卡选 通信号/CS无效(即该数据采集卡未被选通)时，未被选通的数据采集卡 暂停向用户电3各发送输入数据信号，并暂停接收来自用户单元的输出数据 信号，片选逻辑控制各个信号共道脱离总线，即保证板卡未采集数据时， 不从总线上接收信号，也不输出信号到总线上对总线进行干扰。图2为本发明的数据采集卡的扩展控制方法第二种具体实施方式
流 程图，该实施方式实现了用户电路对多个数据采集卡中多个数据通道进行 控制的过程，包括以下步骤 步骤S200:流程开始。
步骤S201:用户电3各发送复位信号/RST至数据采集卡对所有板卡地址
信号和通道地址信号进行清零。
步骤S202:用户电路发送N个板卡节拍信号/CP至数据采集卡，需要选
通对应的数据釆集卡，例如选通地址为0的第一个数据采集卡。 步骤S203:用户电路发送板卡锁存信号/BLE至数据采集卡。 步骤S204:用户电路发送M个通道节拍信号/CP至数据采集卡，需要选
通对应的数据通道，例如选通地址为0的第 一个数据通道。
步骤S205:用户电路发送无效的通道锁存信号/CLE至数据采集卡。 步骤S206:被选通的数据通道采集输入数据信号(可为输入模拟信号
或输入数字信号)并将其发送至用户电路,接着，用户电路发送输出数据信
号(可为输出模拟信号或输出数字信号)至被选通的数据通道。
步骤S207:用户电路发送有效的通道锁存信号/CLE至数据采集卡。 步骤S208:延迟后，用户电路发送无效的通道锁存信号/CLE至数据采集卡。
步骤S209:判断是否检测完该数据采集卡中所有的数据通道，是，则 进入步骤S211,否则进入步骤S210。
步骤S210:用户电路再发送1个通道节拍信号/CP至数据采集卡，使通 道计数器的计数值加1，需要选通下一个数据通道，重复步骤S205。
步骤S211:判断是否检测完所有的数据采集卡，是，则进入步骤S213， 否则进入步骤S212。
步骤S212:再发送一个板块节拍信号/CP至数据采集卡，使板卡计数 器的计数值加l,需要选通下一个数据采集卡，重复步骤S203。
步骤213:结束任务。
图3为本发明的数据采集卡的扩展控制方法第三种具体实施方式
流程 图，该实施方式用户电路对某个数据采集卡中的某个数据通道进行控制的 过程，包括以下步骤；
步骤S300:流程开始。
步骤S301:用户电路发送复位信号/RST至数据采集卡对所有板卡地址信号和通道地址信号进4于清零。
步骤S302:用户电路发送N个板卡节拍信号/CP至数据采集卡，需要选
通对应的数据采集卡。
步骤S303:用户电路发送板卡锁存信号/BLE至数据采集卡。
步骤S304:用户电路发送M个通道节拍信号/CP至数据采集卡，需要选
通对应的数据通道。
步骤S305:用户电路发送无效的通道锁存信号/CLE至数据采集卡。 步骤S306:被选通的数据通道采集输入数据信号(可为输入模拟信号
或输入数字信号)并将其发送至用户电路，接着，用户电路发送输出数据信
号(可为输出模拟信号或输出数字信号)至被选通的数据通道。
步骤S307:用户电路发送有效的通道锁存信号/CLE至数据采集卡。 步骤S308:延迟后，用户电路发送无效的通道锁存信号/CLE至数据采集卡。
步骤S309:结束任务。
图4为本发明的数据采集卡的扩展控制系统第一种具体实施方式
示意 图，包括用户电路和至少一个并联设置的数据采集卡，其中，用户电路包 括节拍信号控制模块10，每个数据采集卡包括板卡选通模块21、通道地址 生成模块22和信号处理模块23。
节拍信号控制模块10用于向数据采集卡发送板卡选通节拍信号/CP和 通道选通节拍信号/CP。
板卡选通模块21为数据采集卡预设板卡地址，用于接收来自节拍信号 控制模块10的板卡节拍信号/CP并生成对应的板卡地址信号，还用于对板 卡地址信号与预设的板卡地址进行比较后，判断数据采集卡是否被选通。
通道地址生成模块22用于接收来自节拍信号控制模块10的通道节拍 信号/CP并生成对应的通道地址信号，并将其发送至信号处理模块23。
信号处理模块23为数据采集卡中的每个数据通道预设通道地址，当数 据采集卡被选通时，信号处理模块23用于将通道地址信号与预设的通道地 址进行比较后，选通对应的数据通道，并将来自用户电路的输出数据信号 发送至被选通的数据通道，或从被选通的数据通道采集输入数据信号并将 其发送至用户电路。
其中，板卡选通模块21中设有板卡计数器，通道地址生成模块22中 设有通道计数器，板卡计数器用于根据板卡节拍信号/CP的个数生成对应
13的板卡地址信号，通道计数器用于根据通道节拍信号/CP的个数生成对应 的通道地址信号。
图5为本发明的数据采集卡的扩展控制系统第二种具体实施方式
示意
图，该实施方式中，数据采集卡中的板卡选通模块21和通道地址生成模块
22都设在控制电路中，信号处理模块23包括数字信号处理模块和模拟信
号处理模块，相应地，用户电路中的信号控制模块包括数字信号控制模块 和模拟信号控制模块。用户电路对节拍信号控制模块10中的板卡节拍信号
/CP和通道节拍信号/CP进行差分电平转换后，通过总线发送至数据采集 卡，数据采集卡对其进行差分电平转换后，分别发送至控制电路中的板卡 选通模块21和通道选通模块22实现数据采集卡和数据通道的选通，电平 转换电路可选用MAX485等芯片。输入数字信号和输出数字信号也经过差分 电平转换后在总线网络中进行传输，输入模拟信号和输出才莫拟信号经过压/ 频转换后在总线网络中进行传输。
图6为本发明的数据采集卡的控制电路一种具体实施方式
示意图，该 实施方式能够实现5个数据采集卡并联，每个数据采集卡采集16个数据通 道的80个数据信息(32个输入数字信号、16个输入模拟信号、16个输出 数字信号、16个输出模拟信号)。5个采集卡与用户单元直接通过总线网络 互连。本实施方式的数据采集卡的控制电路中，板卡选通才莫块21包括板卡 计数器、锁存器和比较器，通道地址生成模块22包括通道计数器。
本实施方式的板卡计数器选用模5的计数器，通道计数器为模32的计 数器。考虑到以后的扩展应用，也可将两个计数器都设计为模32的异步计 数器，例如可选用7札S161的常用芯片。锁存器和比较器也可以选择通用 的74HC573、 74HC688等芯片，并通过5位拨码开关来预设单板地址G ~ 31, 或只用3位拨码开关来设置单板地址0 ~ 4。
图7为本发明的数据采集卡的数字信号处理模块一种具体实施方式
示 意图，包括通道切换模块和寻址锁存模块。通道切换模块根据片选逻辑中 的板卡选通信号/CS和生成的通道地址信号选择数据通道后，从该数据通 道中采集输入数字信号，这些输入数字信号经过必要的整形、隔离等调理 后进入通道切换模块，并通过输入数字信号共道DICS进行传输。同样，寻 址锁存模块根据片选逻辑中的板卡选通信号/CS和生成的通道地址信号选 择数据通道后，将来自输出数字信号共道DOCS的输出数字信号经过必要的 整形、隔离等调理后进入对应的数据通道。片选逻辑结合通道锁存信号/CLE对寻址锁存模块进行数据通道的选通控制。通道切换模块可选择32路模拟 开关，例如选择2个单16通道模拟开关，如CD4067合并组成，寻址锁存 器可由多个类似于74HC259的芯片合并组成。
图8为本发明的数据采集卡的模拟信号处理模块一种具体实施方式
示 意图，也包括通道切换才莫块和寻址锁存模块。通道切换才莫块根据片选逻辑 中的板卡选通信号/CS和生成的通道地址信号选择数据通道后，从该数据 通道中采集输入模拟信号，输入模拟信号经过必要的整形、隔离等调理后 进入通道切换模块，再经过压/频转换后经过三态门(三态门的使能端由通 道锁存信号/CLE控制)输入模拟信号共道AICS进行传输。同样，来自输 出模拟信号共道AOCS的输出模拟信号经压/频转换后进入寻址锁存模块， 寻址锁存才莫块根据片选逻辑中的板卡选通信号/CS和生成的通道地址信号 选择数据通道后，将输出模拟信号经过必要的整形、隔离等调理后进入对 应的数据通道。本实施方式的压频转换电路可以选择常用的VFC320等芯 片。
图9为本发明的数字信号数据采集卡的一种具体实施方式
示意图，该 实施方式的数据采集卡功能相对较单一，只用于接收来自用户电路的输出 数字信号，或者从各个数据通道采集输入数字信号并将其发送至用户电路。 本实施方式的数据采集卡还包括降压模块，用于接受来自用户电路的远程 供电和地线信号。
图10为本发明的模拟信号数据采集卡的一种具体实施方式
示意图，该 实施方式的数据采集卡功能相对较单一，只用于接收来自用户电路的输出 模拟信号，或者从各个数据通道采集输入模拟信号并将其发送至用户电路。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种数据采集卡的扩展控制方法，用于对至少一个并联设置的数据采集卡实施扩展控制，其特征在于，包括以下步骤为每个数据采集卡预设板卡地址，为所述数据采集卡中的每个数据通道预设通道地址；所述数据采集卡接收来自用户电路的板卡节拍信号并生成对应的板卡地址信号，所述数据采集卡将所述板卡地址信号与所述预设的板卡地址进行比较，判断所述数据采集卡是否被选通；如果所述数据采集卡被选通，则所述数据采集卡接收来自用户电路的通道节拍信号并生成对应的通道地址信号，所述数据采集卡将所述通道地址信号与所述预设的通道地址进行比较后，选通所述通道地址信号对应的数据通道。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选通所述通道地址信号 对应的数据通道之后，还包括以下步骤所述数据采集卡将来自所述用户 电路的输出数据信号发送至所述被选通的数据通道，或从所述被选通的数 据通道采集输入数据信号并将其发送至用户电路。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述输入数据信号包括 输入数字信号和/或输入模拟信号，所述输出数据信号包括输出数字信号和 /或输出模拟信号。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述不同类型的输入数 据信号和输出数据信号通过不同的线缆在总线中进行传输，所述板卡节拍 信号和通道节拍信号通过一根单独的线缆在总线中进行传输。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于所述数据 采集卡接收来自用户电路的板卡节拍信号之前，还包括对所述板卡地址信 号或通道地址信号进行清零的步骤。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于所述数据 采集卡生成对应的板卡地址信号之后，还包括对所述板卡地址信号进行锁 存的步骤。
7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述数据采集卡将来自 所述用户电路的输出数据信号发送至所述被选通的数据通道的具体过程包 括以下子步骤a) 所述^皮选通的数据采集卡接收无效的通道锁存信号；b) 所述被选通的数据采集卡接收来自所述用户电路的输出数据信号；c) 所述被选通的数据采集卡接收有效的通道锁存信号；d) 所述被选通的数据采集卡接收无效的通道锁存信号。
8. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于所述控制 方法还包括所述未被选通的lt据釆集卡暂停向用户电路发送输入数据信 号，并暂停接收来自用户单元的输出数据信号。
9. 一种数据采集卡，其特征在于所述数据采集卡包括板卡选通模块、 通道地址生成模块和信号处理;f莫块；板卡选通模块为所述数据釆集卡预设板卡地址，用于接收来自用户电 路的板卡节拍信号并生成对应的板卡地址信号，还用于将所述板卡地址信 号与所述预设的板卡地址进行比较后，判断所述数据采集卡是否被选通；通道地址生成才莫块用于接收来自用户电路的通道节拍信号并生成对应 的通道地址信号,并将其发送至信号处理模块；信号处理模块为所述数据采集卡中的每个数据通道预设通道地址，当 所述数据采集卡#:选通时，信号处理^t块用于将所述通道地址信号与所述 预设的通道地址进行比较后，选通对应的数据通道，并将来自用户电路的 输出数据信号发送至所述被选通的数据通道，或从所述被选通的数据通道 采集输入数据信号并将其发送至用户电路。
10. 根据权利要求9所述的数据采集卡，其特征在于所述板卡选通 模块和通道地址生成模块中都设有计数器，所述计数器用于根据所述板卡 节拍信号的个数生成对应的板卡地址信号，或根据所述通道节拍信号的个 数生成对应的通道地址信号。
11. 一种数据采集卡的扩展控制系统，包括用户电路和至少一个并联 设置的数据采集卡，其特征在于所述用户电路包括节拍信号控制模块， 所述每个数据采集卡包括板卡选通模块、通道地址生成模块和信号处理模 块；节拍信号控制模块用于向所述至少 一个数据采集卡发送板卡节拍信号 和通道节拍信号；板卡选通模块为所述数据采集卡预设板卡地址，用于接收来自所述节 拍信号控制模块的板卡节拍信号并生成对应的板卡地址信号，还用于将所 迷板卡地址信号与所述预设的板卡地址进行比较后，判断所述数据采集卡 是否被选通；通道地址生成模块用于接收来自所述节拍信号控制模块的通道节拍信号后生成对应的通道地址信号，并将其发送至信号处理模块；信号处理模块为所述数据采集卡中的每个数据通道预设通道地址，当 所述数据采集卡被选通时，信号处理模块用于将所述通道地址信号与所述 预设的通道地址进行比较后，选通对应的数据通道，并将来自用户电路的 输出数据信号发送至所述被选通的数据通道，或从所述被选通的数据通道 采集输入数据信号并将其发送至用户电路。
全文摘要
本发明公开了一种数据采集卡、数据采集卡的扩展控制系统及其方法，方法包括以下步骤为每个数据采集卡预设板卡地址，为数据采集卡中的每个数据通道预设通道地址；所述数据采集卡接收来自用户电路的板卡节拍信号后生成对应的板卡地址信号，并判断所述数据采集卡是否被选通；如果所述数据采集卡被选通，则接收来自用户电路的通道节拍信号后生成对应的通道地址信号，并选通所述通道地址信号对应的数据通道。本发明的数据采集卡、数据采集卡的扩展控制系统及其方法扩展性强，稳定性高。
文档编号G06F13/38GK101645054SQ20091018990
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者勇 熊 申请人:中兴通讯股份有限公司