CN217739890U - 一种信号边缘检测模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型旨在提供一种信号边缘状态检测方便且容易集成的信号边缘检测模组。本实用新型包括信号采集模块、单片机单元以及转换通信模块，所述信号采集模块的输入端与待测信号源连接，所述单片机单元包括ADC模块以及存储模块，所述信号采集模块的输出端与所述ADC模块连接并输出调理后的信号至所述ADC模块，所述ADC模块输出数据存储至所述存储模块，所述转换通信模块与所述单片机单元的通信端口连接，所述单片机单元通过通信端口输出所述存储模块中的数据，所述转换通信模块将数据进行调理并传输至上位机。本实用新型应用于信号处理的技术领域。
Description
技术领域
本实用新型应用于信号处理的技术领域,特别涉及一种信号边缘检测模组。
背景技术
工业生产中为了保证产品的质量需要对产品进行测试，如音响等则需要对信号源、转换输出等模块进行信号检测，避免功放模组收到信号存在失真。在嵌入式设备设计和调试中对信号边缘的检测常用单片机的GPIO通用输入输出端口触发和示波器检测，比如大部分单片机的GPIO都带有上升沿、下降沿的触发功能，能够在检测到对应的信号边缘后使程序进入中断触发对应的操作，帮助设计人员实现设计和调试。而示波器的触发功能更加强大，可以实现信号边沿、脉宽和逻辑等的触发，并能够展示触发时的电压电流曲线，帮助设计人员分析调试。
但是在加工设备或检测设备的测试检修过程中，常常需要对不同设备单独进行调试测试，且由于设备庞大不方便移动，通常需要检修的装备去进行移动检修，然而使用GPIO触发只能是简单的上下沿检测，而使用示波器进行处理则需要配合硬件设计设计信号测试点，同时示波器体积较大不便携带，还需要单独供电影响调试效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种信号边缘状态检测方便且容易集成的信号边缘检测模组。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括信号采集模块、单片机单元以及转换通信模块，所述信号采集模块的输入端与待测信号源连接，所述单片机单元包括ADC模块以及存储模块，所述信号采集模块的输出端与所述ADC模块连接并输出调理后的信号至所述ADC模块，所述ADC模块输出数据存储至所述存储模块，所述转换通信模块与所述单片机单元的通信端口连接，所述单片机单元通过通信端口输出所述存储模块中的数据，所述转换通信模块将数据进行调理并传输至上位机。
由上述方案可见，通过单片机单元的ADC模块的看门狗功能实现信号边缘检测，不需要额外设计辅助电路，可以设计多种边缘检测触发方式，进而对常见电平信号的任意幅值跳变的边缘测量。相较于使用GPIO触发，该设计不再只是简单的上下沿检测，可以实现更加复杂的信号边缘测量。相较于使用示波器进行分析，成本更低，组装效率高，通过使用单片机单元的ADC模块看门狗触发机制，使信号边缘的检测结果直接触发单片机，配置触发条件实现触发不同的检测结果。同时能够通过单片机单元所具有的存储模块，进行检测数据的记录。
一个优选方案是，所述单片机单元为STM32系列的微处理器。
由上述方案可见，STM32系列的微处理器均包括有ADC模块以及存储模块，同时设置有看门狗触发机制。
一个优选方案是，所述信号采集模块包括信号源连接端口以及若干第一调节电阻，所述第一调节电阻为升压电阻或降压电阻，所述信号源连接端口通过若干所述第一调节电阻与所述ADC模块的输入端连接。
由上述方案可见，通过所述第一调节电阻对输入信号的幅值进行调节，进而保障输入信号在所述ADC模块的检测范围内，保证检测精度。
一个优选方案是，所述转换通信模块包括串口以及若干第二调节电阻，所述第二调节电阻的调节性能与所述第一调节电阻相反，所述串口与外部上位机连接通信，若干所述第二调节电阻连接在所述单片机单元的通信端口与所述串口之间。
由上述方案可见，通过所述第二调节电阻进行数字信号的调理，保证上位机接收的信号状态。
附图说明
图1是本实用新型的连接框图；
图2是所述单片机单元的原理框图。
具体实施方式
如图1和图2所示，在本实施例中，本实用新型包括信号采集模块1、单片机单元2以及转换通信模块3，所述信号采集模块1的输入端与待测信号源连接，所述单片机单元2包括ADC模块21以及存储模块22，所述信号采集模块1的输出端与所述ADC模块21连接并输出调理后的信号至所述ADC模块21，所述ADC模块21输出数据并存储至所述存储模块22，所述转换通信模块3与所述单片机单元2的通信端口连接，所述单片机单元2通过通信端口输出所述存储模块22中的数据，所述转换通信模块3将数据进行调理并传输至上位机。所述存储模块22为DMA寄存器。
在本实施例中，所述单片机单元2为STM32系列的微处理器。
在本实施例中，所述信号采集模块1包括信号源连接端口以及若干第一调节电阻，所述第一调节电阻为升压电阻或降压电阻，所述信号源连接端口通过若干所述第一调节电阻与所述ADC模块21的输入端连接。
在本实施例中，所述转换通信模块3包括串口以及若干第二调节电阻，所述第二调节电阻的调节性能与所述第一调节电阻相反，所述串口与外部上位机连接通信，若干所述第二调节电阻连接在所述单片机单元2的通信端口与所述串口之间。
本实用新型的工作原理：
待测信号通过所述信号采集模块1与所述ADC模块21连接。通过所述第一调节电阻进行信号的抬升、降低或修改比例。进而将待测信号的电压调理到0~3.3V的区间内，上位机通过与所述信号采集模块1对应的传递函数换算出待测信号的实际电压值。
初始化所述单片机单元2对应的输入通道，使得对应输入通道与所述ADC模块连接，并配置所述ADC模块21的采样时间、分辨率和触发方式。所述ADC模块21可以采集被调理后的待测信号，待测信号的电压模拟量被转换为对应的数字量存放至所述存储模块22。
通过所述ADC模块21的模拟看门狗功能实现电平信号的任意幅值跳变的边缘检测，配置看门狗的上下限值和中断方式。当发生电平跳变时，如果先触发看门狗下限再触发上限，说明该跳变为一个上升沿。如果先触发看门狗上限再触发下限，说明该跳变为一个下降沿，电压跳变的幅度是任意的。
所述单片机单元2获取所述ADC模块21测量的电压值后，在待测信号的不同阶段，灵活配置看门狗的上下限值。配置不同的情况触发不同的检测结果，单片机根据不同的检测结果采取不同操作，便可以实现比较复杂的电平任意幅值跳变的边缘检测。
通过所述存储模块22进行直接存储区访问，实时自动的将所述ADC模块21转换出来的电压测量值存储到指定的信号数据存储内存内。当需要分析这一段测量信号时，通过上位机软件调取所述存储模块22中的测量数据，通过上位机根据所述信号采集模块1的传递参数和ADC电压转换参数进行换算，便可以得到该段信号的电压值，并在显示器中做出信号的电压曲线便有分析。
Claims (4)
1.一种信号边缘检测模组，其特征在于：它包括信号采集模块（1）、单片机单元（2）以及转换通信模块（3），所述信号采集模块（1）的输入端与待测信号源连接，所述单片机单元（2）包括ADC模块（21）以及存储模块（22），所述信号采集模块（1）的输出端与所述ADC模块（21）连接并输出调理后的信号至所述ADC模块（21），所述ADC模块（21）输出数据并存储至所述存储模块（22），所述转换通信模块（3）与所述单片机单元（2）的通信端口连接，所述单片机单元（2）通过通信端口输出所述存储模块（22）中的数据，所述转换通信模块（3）将数据进行调理并传输至上位机。
2.根据权利要求1所述的一种信号边缘检测模组，其特征在于：所述单片机单元（2）为STM32系列的微处理器。
3.根据权利要求1所述的一种信号边缘检测模组，其特征在于：所述信号采集模块（1）包括信号源连接端口以及若干第一调节电阻，所述第一调节电阻为升压电阻或降压电阻，所述信号源连接端口通过若干所述第一调节电阻与所述ADC模块（21）的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种信号边缘检测模组，其特征在于：所述转换通信模块（3）包括串口以及若干第二调节电阻，所述第二调节电阻的调节性能与所述第一调节电阻相反，所述串口与外部上位机连接通信，若干所述第二调节电阻连接在所述单片机单元（2）的通信端口与所述串口之间。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202221427371.4U CN217739890U (zh) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 一种信号边缘检测模组 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN217739890U true CN217739890U (zh) | 2022-11-04 |
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Country Status (1)
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2022
- 2022-06-09 CN CN202221427371.4U patent/CN217739890U/zh active Active
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