一种多功能数据采集模块的结构设计与实现

陈帅　郭建奇

摘 要：为缩小整机体积、扩展数据采集及控制系统的采集通道、提高系统灵活性、提高设备集成度，设计了一种集合电源、CPU子卡、CAN子卡、GIO基板四种分模块的数据采集模块，大大提高了系统的执行效率，达到了“瘦身不瘦大脑”的目标。

关键词：数据采集模块;集成度高;可靠性高

随着机载计算机的不断发展，“瘦身计划”多次被提上日程，提高模块的集成度已经刻不容缓。因此，本文提出一种“四合一”的模块设计方法，将电源、数据处理、数据传输、离散量&模拟量采集等多个功能集中在一个模块上，该方法电路设计简单、可靠性高，能够进行多通道扩展，提高了系统的灵活性与实时性。

1 总体设计方案

该型采集模块由GIO基板、CPU模块、CAN模块、电源模块四部分组成。主要功能如下：对离散量和模拟量信号进行采集;实现与外部设备的通信（ARINC825D-CAN总线）;DC-DC转换电路具备数据记录功能;预留测试/维护接口，实现数据的上载/下载以及程序的在线调试/烧写功能;具备BIT功能，并具有运行状态的指示功能和对SPDU内部5V供电电源的监控能力。

2 硬件设计

下面从接口以及产品工作方式这两个方面来介绍该模块的硬件设计。

（1）接口。a.机械接口。通过矩形连接器与机箱下方的出线式矩形连接器相连，保证其安装位置。b.电气接口。采集模块的电气接口类型和数量如下：28V/开离散量输入采集接口：100路;模拟量输入电压采集接口：4路;双余度ARINC825总线通讯接口：1路;以太网调试接口：1路;RS232状态回显接口：1路;故障存储电路：设置128 kbytes 8位的NVSRAM存储器。……