随着改革开放的深入,工业化进程将加快,对工业生产过程中的仪器仪表进行数字化改造,设计车间无人值守的在线实时监控系统将成为工业技术改造的一个方向。新的发展带来新的需求,这些需求对数据采集模块的研究仍然有重要意义。针对当前市场上存在的各种数据采集模块功能单一的缺点,论文设计了一种采用CAN协议总线作为数据传输手段、可广泛应用于各种数据采集和远程监测与控制系统的多组态数据采集模块。多组态数据采集模块在硬件电路上主要由电源电路、微处理器电路、多组态选择电路、模拟量输入电路、开关量输入电路、开关量输出电路、脉冲量输入电路、CAN总线协议实现电路等电路构成。根据多组态选择电路的功能码,通过软件进行选择与控制,不需要在硬件电路上做大的增减,模块就可以简单灵活地实现模拟量输入、开关量输入、开关量输出、脉冲量输入等多种功能的11种组合。通过CAN总线,多组态数据采集模块可以与局域网连接,方便实现数据采集和远程监测与控制系统,可广泛应用于工业控制的各种领域,满足实际需要。⑴详细讨论了多组态数据采集模块的总体设计结构,并详细介绍了模块设计要求到达的技术指标。⑵设计了以Philips公司的微处理器P89C668HFA作为主控制芯片、具有11种组合功能选择的硬件电路,并详细论述了多组态数据模块各单元电路的组成原理和实现方法,重点分析了模拟量输入单元电压变换网络的线性以及电压变换网络的输入和输出的关系;根据多组态设计的指导思想,重点设计了模块在软件控制方式下多组态的实现过程。⑶结合模块硬件电路的特点,基于KEIL C51混合编程软件,从SJA1000驱动程序、A/D驱动程序、主程序三个部分详细分析了整个模块的软件设计思想,并介绍了部分核心源程序。⑷以多组态数据采集模块在广州铁路集团机务段的08-32国产养路机车上的安装运行实例分析,证明了多组态数据采集模块与传统的功能单一的数据采集模块相比的优越性。实例证明多组态数据采集模块符合实际使用要求,完全可以用于各种数据采集场合。