CN111342841B - 一种可重配置的多通道信号采集与传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可重配置的多通道信号采集与传输系统，属于模拟信号采集技术领域，系统包括数据采集端，所述数据采集端包括顺次连接通道控制模块、信号转换模块和数据采集控制模块，通道控制模块的输入端接收来自信号传输通道发送的信号；所述数据采集控制模块在重配置阶段根据通道控制模块的配置结果调整所述信号转换模块中多个信号转换单元的工作时隙；所述配置结果包括同一信号传输通道的信号经信号转换模块中的多个信号转换单元传输或经信号转换模块中的一个转换单元传输。本发明能够在不增加系统成本的基础上实现多通道、高采集速率的数据采集，数据采集精度高。

Description

一种可重配置的多通道信号采集与传输系统

技术领域

本发明涉及模拟信号采集技术领域，尤其涉及一种多通道可配置、高精度的同步信号采集系统及方法。

背景技术

多通道数据采集与传输系统在自动化测试和测量领域应用最为普遍，其可以与各种类型的传感器相连接，构成测量温度、压力、流量和位移等物理量的测试系统。在多通道数据采集系统中，ADC芯片的特性将决定信号传输通道数和最高采样率，每块ADC芯片能够工作的最高采样率即决定了多通道采集设备的采样时钟频率，一般而言，采集系统中每块ADC芯片转换信号输入端口数与ADC芯片的块数的积等于总的信号传输通道数，开启的信号传输通道数越多，采样速率越低，因此，按照这一方式设计多通道采集设备将面临以下问题：

(1)现有数据采集系统通道数没有增加的条件下，如果要实现更高的采样速率则需要选用采样率更高的ADC器件，但随着采样速率的提升单块ADC芯片能支持的输入通道数也会相应的减少，这就需要增加使用ADC芯片块数，随着而来的便是设计成本的攀升。

(2)现有数据采集系统所需满足的采样时钟频率不提高的情况下，如果需要实现更多通道数据采集则同样可以采取选用输入端口数多且满足设计需求采样频率的ADC器件，但同样是增加成本。

对于以上问题，有一种技术方案是将多块ADC芯片交替工作、并行进行数据采集，这样可以解决单个通道采样速率提高的问题，但是在多通道数据采集设备中单块ADC芯片一般具有多个输入端口，如果为了提高采样速率控制多块ADC芯片交替采样工作，则整个系统可用的采样通道数至少减少一半。在此基础上，一种能够解决信号传输通道数与采样速率之间矛盾的信号采集系统的发明就显得很有必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有信号采集系统无法克服高采样速率与多通道数数据采集的问题，提供了一种可重配置的多通道信号采集与传输系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种可重配置的多通道信号采集与传输系统，系统具体包括数据采集端，所述数据采集端包括顺次连接的通道控制模块、信号转换模块和数据采集控制模块，通道控制模块的输入端接收来自信号传输通道发送的信号；所述数据采集控制模块在重配置阶段根据通道控制模块的配置结果调整所述信号转换模块中多个信号转换单元的工作时隙，以实现高采样速率的多通道数据采集；所述配置结果包括同一信号传输通道的信号经信号转换模块中的多个信号转换单元传输或经信号转换模块中的一个转换单元传输。

具体地，所述数据采集控制模块包括相位调节单元，所述相位调节单元输出端与信号转换单元连接，以配置不同采样时钟的相位值进而调节信号转换单元的工作时隙；所述通道控制模块包括若干信号选择器，每个信号选择器均接收来自不同信号传输通道组中的某一个信号传输通道的数据信号，每个信号选择器输出端与所有信号转换单元连接。

具体地，所述信号选择器具体为多路复用器，所述信号转换单元具体为ADC芯片。

具体地，所述数据采集端还包括与通道控制模块输入端连接的信号调理模块，所述数据采集控制模块还包括信号调理控制单元；所述信号调理模块包括若干信号调理单元，所述信号调理单元包括顺次连接的增益可调电路和可控滤波电路，所述增益可调电路用于接收所述信号调理控制单元发送的增益配置信号实现信号的程控放大，所述可控滤波电路用于接收信号调理单元发送的滤波选择信号进而滤波杂波信号。

具体地，所述增益可调电路具体为精密仪表程控放大器，包括顺次连接的第一增益可调电路和第二增益可调电路，进一步实现信号的放大。

具体地，所述可控滤波电路包括顺次连接的二阶有源滤波器和开关器件，以输出滤波信号或原始信号。

具体地，所述数据采集控制模块还包括：

采样时钟控制单元，用于产生同步采样时钟并传输至相位调节单元；数据通信单元，用于配置信号转换模块转换通道并读取信号转换模块数据信息；数据传输控制单元，将接收到的第一配置信息转发至信号调理控制单元、采样时钟控制单元；数据缓存单元，用于存储采集的数据信息。

具体地，所述系统还包括主控端，所述主控端与所述数据采集控制端连接，以发送第一配置信息至数据采集控制模块，并接收数据采集端采集的数据信息。

具体地，所述主控端包括主控模块，所述主控模块设有若干信号接插槽，所述主控端与所述数据采集端经所述信号接插槽连接，实现多通道数据采集。

具体地，所述主控端还包括通信模块和整合了主控端信号连接接口的集线器模块，所述主控端经所述通信模块、集线器模块与上位机连接。

与现有技术相比，本发明有益效果是：

(1)本发明系统包括顺次连接的数据采集控制模块、通道控制模块和信号转换模块，数据采集控制模块在重配置阶段根据通道控制模块的配置结果调整所述信号转换模块中多个信号转换单元的工作时隙，其中，配置结果包括同一信号传输通道的信号经信号转换模块中的多个信号转换单元传输或经信号转换模块中的一个转换单元传输，本发明能够在不增加系统成本的基础上实现了多通道、高采集速率的数据采集，采集精度高。

(2)本发明系统不同信号传输通道组通过信号选择器与信号转换单元连接，通过信号控制器控制信号传输通道与信号转换单元的连接方式，当配置为一个信号传输通道组与一个信号转换单元一一对应时，实现全通道同步数据采集；当配置为信号传输通道信号经多个信号转换单元进行数据传输时，通过相位调节单元调节信号转换单元的工作时隙，使多个信号转换单元交替工作，进而实现了高采集速率的多通道数据采集。

(3)本发明系统还包括信号调理模块与信号调理控制单元，对采集的数据信号放大、滤波处理，保证数据采集的精度。

(4)本发明系统还包括主控端，数据采集控制模块与主控端主控模块连接，数据采集端的信号存储于数据采集控制模块，减小了数据的传输距离，抗干扰能力强；且数据采集端与主控端的分离设计，能够提高本发明系统的实用性，适用范围广。

(5)本发明主控端的主控模块包括若干信号槽，主控端与数据采集端经信号接插槽连接，能够进一步扩充系统的信号采集通道，实现多通道的数据的采集。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图中：

图1为本发明实施例1的数据采集端框图；

图2为本发明实施例1的数据采集端收发信号时序图；

图3为本发明实施例1的主控端框图；

图4为本发明实施例1的主控模块框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明一种多通道数据采集系统，在不增加系统成本的基础上，实现了多通道、高采样速率的信号采集，采集信号还原度高。

在本实施例中，如图1所示，系统包括数据采集端，数据采集端包括顺次连接通道控制模块、信号转换模块和数据采集控制模块，通道控制模块的输入端接收来自信号传输通道发送的信号，即各种传感器采集的信号。具体地，数据采集控制模块在重配置阶段根据通道控制模块的配置结果调整信号转换模块中多个信号转换单元的工作时隙。

更进一步地，配置结果包括同一信号传输通道的信号经信号转换模块中的多个信号转换单元传输或经信号转换模块中的一个转换单元传输。在本实施例中，以16通道的数据采集为例，将ch1-ch8设为第一信号传输通道组，ch9-ch16设为第二信号传输通道组，且信号转换模块包括两个信号转换单元。具体地，在重配置阶段，数据采集控制模块设置的配置结果为同一信号传输通道的信号经信号转换模块中的两个信号转换单元传输时，即第一信号传输通道组中ch1-ch8的信号均经两个信号转换单元进行数据传输，第二信号传输通道组中ch9-ch16不进行数据传输时，数据采集控制模块调节两个信号转换单元的工作时隙，使两个信号转换单元交替工作，实现8通道高采样速率的数据交替采集。数据采集控制模块设置的配置结果为同一信号传输通道的信号经信号转换模块中的一个信号转换单元传输时，即第一信号传输通道组中ch1-ch8的信号均经一个信号转换单元进行数据传输，第二信号传输通道组中ch9-ch16均经另一个信号转换单元进行数据传输时，数据采集控制模块调节两个信号转换单元的工作时隙，使两个信号转换单元同时工作，实现16通道的同步数据采集，在不增加系统成本的基础上实现了多通道、高采集速率的数据采集，采集精度高。

在另一实施例中，系统具体包括如图1所示的数据采集端和如图3所示的主控端，数据采集端的数据采集控制模块集成有若干通信接口，主控端的主控模块集成有若干信号接插槽，数据采集端经通信接口、信号接插槽与主控端连接，主控端具有最多支持8个数据采集端数据通信和上位机数据传输功能，主要实现接收各个数据采集端传输的采集数据和向数据采集端下发控制数据，并且将接收的采集数据汇集组帧进行本地存储器存储，同还能够将存储的数据通过通信模块传输至上位机，实现了多通道的数据采集。

进一步地，如图1所示，数据采集端包括顺次连接的信号调理模块、通道控制模块、信号转换模块和数据采集控制模块。外部与信号传输通道连接的数据采集传感器将采集到的数据信号直接输出至信号调理模块，在本实施例中，以16通道的数据采集为例，将ch1-ch8设为第一信号传输通道组，ch9-ch16设为第二信号传输通道组，信号转换模块包括2个信号转换单元。数据采集端还包括电源模块和采样时钟控制单元，以为整个数据采集端提供工作电源和工作时钟信号。

进一步地，在本实施例中，具体采用是的型号为XC3S400AN-4FTG256的FPGA作为数据采集控制模块。数据采集控制模块包括数据通信单元、数据缓存单元、相位调节单元、采集时钟控制单元、信号调理控制单元和数据传输控制单元。具体地，数据通信单元包括第一数据通信单元和第二数据通信单元，第一数据单元与信号转换模块中的第一信号转换单元连接，第二数据通信单元与信号转换模块中的第二信号转换单元连接，用于配置信号转换单元的转换通道信息，即用于实现信号转换模块的工作模式寄存器配置，并读取信号转换单元的数据信息。数据缓存单元包括第一数据缓存单元和第二数据缓存单元，用于存储采集到的数据信息。相位调节单元与信号转换模块中的两个信号转换单元连接，用于配置不同采样时钟的相位值进而调节信号转换单元的工作时隙，且相位调节单元还根据数据单元产生的转换通道配置信息选通通道控制模块中的复用开关；采样时钟控制单元用于根据采样时钟控制单元产生的工作时钟分频进而产生同步采样时钟和内部模块工作时钟，并将采样时钟传输至相位调节单元；信号调理单元用于输出增益配置信号、滤波选择信号至信号调理模块对采集到的数据进行增益放大、滤波处理，以得到准确度高的数据信号。数据传输控制单元用于接收主控端发送的第一配置信息(增益配置信号、滤波选择信号和转换通道配置信息)，并转发至数据采集控制模块中的信号调理控制单元和采样时钟控制单元，以保证系统的正常工作，同时，数据传输控制单元还通过SPI等通信接口经数据采集端采集的数据信息传输至主控端，即实现数据采集端配置信息接收解析和采集数据回传。

进一步地，信号调理模块包括16个信号调理单元，分别接收各信号传输通道传输的信号。信号调理单元包括顺次连接的增益可调电路和可控滤波电路，增益可调电路用于接收信号调理控制单元发送的增益配置信号实现信号的程控放大，可控滤波电路用于接收信号调理单元发送的滤波选择信号进而滤波杂波信号。具体地，增益可调电路具体为精密仪表程控放大器，包括顺次连接的第一增益可调电路和第二增益可调电路，进一步实现信号的放大，其中，第一增益可调电路包括型号为AD8253ARMZ的精密仪表放大器和外围电路，第二增益可调电路包括型号为AD8250ARMZ的精密仪表放大器和外围电路。在本实施例中，数据采集端总共有16路两级放大电路，每路第一增益可调电路的增益倍数为1、10、100和1000，第二增益可调电路的增益倍数为1、2、5和10，每一路的增益配置由信号调理控制单元设置。进一步地，可控滤波电路包括顺次连接的二阶有源低通滤波器和开关器件，以输出滤波信号或原始信号。

进一步地，通道控制模块包括8个信号选择器，本实施例中信号选择器具体为8块CMOS模拟2合一多路复用器，每个复用器均接收来自第一信号传输通道组、第二信号传输通道组中的某一个信号传输通道的数据信，每个复用器输出端与两个信号转换单元连接，本实施例中，每个复用器分别输入ch1和ch9、ch2和ch10、ch3和ch11、ch4和ch12、ch5和ch13、ch6和ch14、ch7和ch15、ch8和ch16的调理信号，而每个复用器输出的总共8路信号连接至信号转换模块。通路控制模块根据相位调节单元发送的通路控制信号设置每个复用器内的开关位置，当同一信号传输通道的信号接入至两块ADC芯片，则该路信号将进行交替采集，即当配置为第一信号传输通道组与第一信号转换单元对应，第二信号传输通道组与第二信号转换单元对应时，实现16通道同步数据采集；当配置为信号传输通道的信号经两个信号转换单元进行数据传输时，如ch1的信号经第一信号转换单元、第二信号转换单元进行传输时，通过相位调节单元调节信号转换单元的工作时隙，使两个信号转换单元交替工作，实现了8通道数据的交替采集与传输，保证了高采样速率。

进一步地，信号转换模块包括第一信号转换单元和第二信号转换单元，具体为型号为LTC2358-16的ADC芯片，每块ADC芯片负责8路信号的采集，总共实现16路信号的采集。

为便于更好理解本发明，现将本发明数据采集端的工作方式进行说明，作为一优选实施例，如图2所示，以数据采集控制模块作为执行主体进行说明，其中，CS信号为片选信号、SCLK为SPI时钟信号、MOSI为数据接收信号、DS为使能信号、MISO[3:0]为数据发送信号和CNV为采集脉冲信号。

S01：在数据采集端供电后，数据传输控制单元会进入等待使能状态，当主控端使SPI通信接口的CS信号置低时，数据采集控制模块将会检测CNV信号来控制信号转换单元进行数据的数模转化；

S02：在CS信号为低电平期间，主控端下发的增益和AD通道配置信息经过SPI通信控制模块解析，并且下发给采样时钟控制单元和信号调理控制单元。

S03：信号调理控制单元在接收到配置数据时，会产生一个工作时钟的脉冲信号，并且同时将数据传输至各个通道的第一增益可调电路和第二增益可调电路，同时会配置通路控制模块中的S1至S8开关的位置；

S04：时钟模块在检测到主控端下发的CNV信号后，会产生等周期同相位的两路采集时钟信号传输至相位调节单元，经过相位调节后的时钟信号用于触发信号转换单元进行模数转换。

S05：相位调节单元负责实现CNV1和CNV2时钟的相位调整，若通路控制模块配置为16路信号经过两路信号转换单元进行同步采集，则时钟的相位差保持最小，即近似乎为0；而若通路控制模块配置为至少有一路为交替采集，则时钟的相位调整为以CNV1为基准的CNV2为180。

S06：在CNV1和CNV2采样时钟下两路信号转换单元独立进行数据的转换，而数据采集控制模块主要实现采集数据的读取，该模块通过BUSY和Serial I/O信号线进行数据的传输，控制时序为CMOS工作模式；

S07：数据缓存单元主要由写FIFO控制(Write Control)和FIFO存储模块组成，写FIFO控制首先将各个通道的数据汇集为48Byte的数据块，之后在写入FIFO存储单元，存储单元的缓存大小为1K×4bit，FIFO存储块的数据会由从SPI数据传输模块按照4bit串行读出，并按照数据协议传输到主控端。

进一步地，如图3所示，主控端包括8个信号接插槽、主控模块、数据存储模块、通信模块、电源与时钟模块、各路信号接口以及整合信号连接接口的集线器模块构成。具体地，信号接插槽的数据信号线在主控端上连接至数据采集控制模块，通过接插槽能够实现最多8块数据采集端128通道的数据通信；主控模块用于实现采集数据的接收、数据的汇集缓存、存储模块的读写控制、通信模块传输控制和上位机配置命令解析和分发；数据存储模块采用eMMC存储器实现采集数据的本地存储，并根据配置指令读出存储数据传输至上位机；通信模块采用以太网硬件协议芯片W5500实现TCP网络数据的通信，芯片的工作模式寄存器和传输数据FIFO地址的读写通过主控模块控制。电源与时钟模块用于整个主控端的各个模块提供适配电压，以及为数据传输主控模块提供工作参考时钟；各种信号接口主要是用于采集触发的信号同步接口、电源接口和网络通信接口，以及为了便于与上位机连接设计了整合信号连接接口的集线器模块。

更进一步地，主控端的信号接插槽用于和各个数据采集端进行连接，其接口SPI信号主要是选信号(CS)、时钟信号(SCLK)、数据接收信号(MOSI)、发送使能信号(DS)、数据发送信号(MISO[3:0])和采集脉冲信号(CNV)。在CS为低电平期间，主控模块端通过MOSI信号向数据采集端下发24bit的配置数据，各个数据同步与SCLK时钟的下降沿。在数据采集端首次上电后，需要对每路通道配置增益和通路复用器，完成配置之后再下发CNV采集脉冲信号进行数据采集。在数据采集端完成数据采集并缓存至FIFO当中后，数据采集传输模块中的数据传输控制单元将置低DS信号，并读出4bit数据传输到MISO[3:0]信号线上，之后随着SCLK信号依次将采集数据传输到信号线MISO[3:0]上，主机端在每个SCLK的上升沿获取MISO[3:0]信号线上的数据。

进一步地，如图4所示，主控模块采用Xilinx Kintex-7系列型号为的XC7K325T-2FFG676的控制器件，其内部设计的功能模块主要为：八个SPI通信模块，每个模块都用于实现连接的每块数据采集端工作状态的配置和采集数据的接收；工作状态配置模块，该模块将用于接收与解析上位机下发的配置数据，并将配置参数下发到各个工作模式寄存器，其主要涉及数据采集端放大倍数、采集通道使能、读写存储设备地址、数据传输方式选择等待配置信息；eMMC存储控制模块，该模块负责将采集汇总的数据从FIFO读出后，通过控制存储设备进行数据的存储；W5500以太网传输控制模块，该模块负责初始化和读写以太网TCP/IP芯片，并对接收FIFO和发送FIFO数据读写；主控端将是整个数据采集系统的控制核心，其不仅负责与上位机进行数据通信，还需要控制8路数据采集端的信号采集和主从数据传输，在系统工作期间保证数据的存储、传输和处理。

更进一步地，eMMC采用三星公司生产的型号为KLMAG1JETD-B041的存储器，在本发明系统考虑到设备掉电或者TCP传输速率的影响使得采集数据丢失的问题，而采用了非易失性存储器。eMMC设备与主控器主要通过1位命令信号线和8位数据信号线进行数据传输控制，其用于数据通信的信号线为：时钟信号CLK，设备的工作时钟信号线，由主控模块内部产生输出；数据选通信号线DS，由存储设备产生且只用于在HS400模式下的数据输出和CRC状态响应输出的控制；命令信号线CMD，该信号是用于设备初始化和命令传输的双向命令通道，在eMMC存储过程中主控器通过CMD下发命令，而设备也通过该信号线回应命令；双向数据信号线DAT0-DAT7，用于主机和eMMC间进行数据通信。

进一步地，以太网传输芯片W5500通过一组SPI接口与主控模块进行连接，同时通过收发串行端口RXN/RXP和TXN/TXP与网络通信接口和H1102NL连接。数据传输主控模块的以太网传输控制模块将TCP_TX_FIFO中的数据通过SPI控制协议写入W5500发送缓存地址，同时又将W5500接收缓存地址中的数据读入主控模块的TCP_RX_FIFO中，以此保证了主控端通过以太网进行TCP/IP数据传输。

以上具体实施方式是对本发明的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明，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和替代，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可重配置的多通道信号采集与传输系统，其特征在于：所述系统包括数据采集端，所述数据采集端包括顺次连接的通道控制模块、信号转换模块和数据采集控制模块，通道控制模块的输入端接收来自信号传输通道发送的信号；

所述数据采集控制模块在重配置阶段根据通道控制模块的配置结果调整所述信号转换模块中多个信号转换单元的工作时隙；

所述配置结果包括同一信号传输通道的信号经信号转换模块中的多个信号转换单元传输或经信号转换模块中的一个转换单元传输；

所述数据采集控制模块包括相位调节单元，所述相位调节单元输出端与信号转换单元连接，以配置不同采样时钟的相位值进而调节信号转换单元的工作时隙；

所述通道控制模块包括若干信号选择器，每个信号选择器均接收来自不同信号传输通道组中的某一个信号传输通道的数据信号，每个信号选择器输出端与所有信号转换单元连接；

所述数据采集控制模块还包括：

采样时钟控制单元，用于产生同步采样时钟并传输至相位调节单元；

数据通信单元，用于配置信号转换模块转换通道并读取信号转换模块数据信息；

数据传输控制单元，将接收到的第一配置信息转发至信号调理控制单元、采样时钟控制单元；

数据缓存单元，用于存储采集的数据信息；

系统的工作方法包括以下步骤：

S01：在数据采集端供电后，数据传输控制单元会进入等待使能状态，当主控端使SPI通信接口的CS信号置低时，数据采集控制模块将会检测CNV信号进而控制信号转换单元进行数据的数模转化；

S02：在CS信号为低电平期间，主控端下发的增益和AD通道配置信息经过SPI通信控制模块解析，并且下发给采样时钟控制单元和信号调理控制单元；

S03：信号调理控制单元在接收到配置数据时，会产生一个工作时钟的脉冲信号，配置通路控制模块中的S1至S8信号选择器的位置；

S04：时钟模块在检测到主控端下发的CNV信号后，会产生等周期同相位的两路采集时钟信号传输至相位调节单元，经过相位调节后的时钟信号用于触发信号转换单元进行模数转换；

S05：相位调节单元负责实现CNV1和CNV2时钟的相位调整，若通路控制模块配置为16路信号经过两路信号转换单元进行同步采集，则时钟的相位差保持最小，即为0°；若通路控制模块配置为至少有一路为交替采集，则时钟的相位调整为以CNV1为基准的CNV2为180°；

S06：在CNV1和CNV2采样时钟下两路信号转换单元独立进行数据的转换，而数据采集控制模块主要实现采集数据的读取，该模块通过BUSY和Serial I/O信号线进行数据的传输，控制时序为CMOS工作模式；

S07：数据缓存单元主要由写FIFO控制和FIFO存储模块组成，写FIFO控制首先将各个通道的数据汇集为48Byte的数据块，之后在写入FIFO存储单元，FIFO存储块的数据会由从SPI数据传输模块按照4bit串行读出，并按照数据协议传输到主控端；

其中，CS信号为片选信号；SCLK为SPI时钟信号；MOSI为数据接收信号；DS为使能信号；MISO[3:0]为数据发送信号和CNV为采集脉冲信号；

信号选择器具体为多路复用器，所述信号转换单元具体为ADC芯片。

2.根据权利要求1所述的一种可重配置的多通道信号采集与传输系统，其特征在于：所述数据采集端还包括与通道控制模块输入端连接的信号调理模块，所述数据采集控制模块还包括信号调理控制单元；

所述信号调理模块包括若干信号调理单元，所述信号调理单元包括顺次连接的增益可调电路和可控滤波电路，所述增益可调电路用于接收所述信号调理控制单元发送的增益配置信号实现信号的程控放大，所述可控滤波电路用于接收信号调理单元发送的滤波选择信号进而滤波杂波信号。

3.根据权利要求2所述的一种可重配置的多通道信号采集与传输系统，其特征在于：所述增益可调电路具体为精密仪表程控放大器，包括顺次连接的第一增益可调电路和第二增益可调电路，进一步实现信号的放大。

4.根据权利要求2所述的一种可重配置的多通道信号采集与传输系统，其特征在于：所述可控滤波电路包括顺次连接的二阶有源滤波器和开关器件，以输出滤波信号或原始信号。

5.根据权利要求1所述的一种可重配置的多通道信号采集与传输系统，其特征在于：所述系统还包括主控端，所述主控端与所述数据采集控制端连接，以发送第一配置信息至数据采集控制模块，并接收数据采集端采集的数据信息。

6.根据权利要求5所述的一种可重配置的多通道信号采集与传输系统，其特征在于：所述主控端包括主控模块，所述主控模块设有若干信号接插槽，所述主控端与所述数据采集端经所述信号接插槽连接，实现多通道数据采集。

7.根据权利要求5所述的一种可重配置的多通道信号采集与传输系统，其特征在于：所述主控端还包括通信模块和整合了主控端信号连接接口的集线器模块，所述主控端经所述通信模块、集线器模块与上位机连接。

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