本实用新型涉及采集多种模拟量传感器的技术领域，主要涉及一种模拟量传感器集线器。
背景技术：
现有的模拟量传感器，是通过预先设定的输出电压值来对应模拟量传感器所采集的数据值，以便控制器进行读取。在连接的时候，只需要让模拟量传感器与控制器的adc端口连接，控制器即能读取到模拟量传感器所采集的数据。模拟量传感器在工业控制、生产中扮演重要角色，但是因为低端控制器的管脚数量比较少，使得低端控制器无法连接多个模拟量传感器来采集不同的数据。
技术实现要素：
本实用新型为解决上述问题而提供一种模拟量传感器集线器的硬件结构，该硬件结构在软件工程师对其中的控制器进行编程后，使得低端控制器能够在不占用多个引脚的情况下，仍然能够读取多个模拟量传感器的采集值。
为此，提供一种模拟量传感器集线器，包括寄存器、多路复用器、模拟开关芯片、多个模拟量传感器，多路复用器设置有多个，其中任意一个多路复用器的各个输入引脚分别与多个模拟量传感器的输出端连接，各个多路复用器的控制引脚分别与寄存器的输出引脚连接，寄存器的输入引脚与外部控制器的输出引脚连接，寄存器的未连接多路复用器的输出引脚与模拟开关芯片的控制引脚连接，模拟开关芯片具有多个输入引脚，模拟开关芯片的各个输入引脚分别与各个多路复用器的输出引脚连接，模拟开关芯片的输出引脚与外部控制器的io端连接。
进一步地，还设置有滤波电路，滤波电路设置在模拟开关芯片的输出引脚与外部控制器的io端连接的线路上。
进一步地，所述多路复用器的型号为74hc4051多路复用器。
进一步地，所述寄存器的型号为74hc595的八位寄存器。
进一步地，所述模拟开关芯片的型号为3157单刀双掷模拟开关。
进一步地，所述74hc4051多路复用器的x0～x7引脚分别与不同的模拟量传感器的输出端连接，74hc4051多路复用器的控制引脚a0、a1、a2分别与74hc595寄存器的输出引脚qa、qb、qc连接。
进一步地，所述74hc595寄存器的输入引脚si与外部控制器的io端口连接，74hc595寄存器的qg引脚与3157单刀双掷模拟开关的控制引脚s连接，3157单刀双掷模拟开关的输入引脚b0与其中一个74hc4051多路复用器的输出引脚x连接以接收74hc4051多路复用器中对应传感器的采集值，3157单刀双掷模拟开关的输出引脚a与外部控制器的io端口连接。
有益效果：
本实用新型提供的一种模拟量传感器集线器，通过设置寄存器、模拟开关芯片、滤波电路、多个多路复用器，多个多路复用器的输入端分别连接有多个模拟量传感器，多路复用器的控制引脚与寄存器的输出引脚连接，寄存器的输入引脚与控制器的io引脚连接，事先对各个模拟量传感器进行编号，在软件工程师对其中的控制器进行编程后，控制器控制寄存器来选择读取不同编号的模拟量传感器的采集值，然后模拟开关芯片将所选择的模拟量传感器的采集值传送到控制器的io引脚，使得低端控制器能够在不占用多个引脚的情况下，仍然能够读取多个模拟量传感器的采集值。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本实用新型的整体结构示意图；
附图标记说明：u1-寄存器；u2-模拟开关芯片；u3-滤波电路；u4-74hc4051多路复用器；u5-74hc4051多路复用器。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
见图1，本实施例的一种模拟量传感器集线器，包括寄存器u1、多路复用器、模拟开关芯片u2，其中，多路复用器2设置有两个并分别标号为74hc4051多路复用器u4和74hc4051多路复用器u5，寄存器2的型号为74hc595的八位寄存器，模拟开关芯片u2的型号为3157单刀双掷模拟开关，74hc4051多路复用器u4的x0～x7引脚分别与八个模拟量传感器的输出端连接，74hc4051多路复用器u4的控制引脚a0、a1、a2分别与74hc595寄存器的输出引脚qa、qb、qc连接；同理，74hc4051多路复用器u5的x0～x7引脚分别与另外八个模拟量传感器的输出端连接，74hc4051多路复用器u5的控制引脚a0、a1、a2分别与74hc595寄存器的qd、qe、qf连接，74hc595寄存器的输入引脚si与控制器的io端口连接，74hc595寄存器的qg引脚与3157单刀双掷模拟开关的控制引脚s连接，3157单刀双掷模拟开关的输入引脚b0与74hc4051多路复用器u4的输出引脚x连接以接收74hc4051多路复用器u4中对应传感器的采集值，3157单刀双掷模拟开关的输入引脚b1与74hc4051多路复用器u5的输出引脚x连接以接收74hc4051多路复用器u5中对应传感器的采集值，3157单刀双掷模拟开关的输出引脚a与控制器的io端口连接。控制器以此方式可采集16个模拟量传感器的采集值，节省了多个io端口。同理，若控制器需要扩展多8个模拟量传感器，只需要增加一个寄存器u1，并将两个寄存器u1的输入引脚si共同连接到同一节点，然后该节点与控制器的io端口连接，使得控制器能够多读取8个采集不同物理量的模拟量传感器的采集值。以此类推，若控制器需要扩展更多的模拟量传感器，只需增加寄存器u1的数量即可。
模拟量传感器可以为温度传感器、压力传感器、光电传感器、称重传感器、激光距离传感器、接近传感器、光电液位传感器、速度传感器等，操作人员可根据实际对各个模拟量传感器进行连接。
为了对3157单刀双掷模拟开关的输出值进行整流，还设置有滤波电路u3，滤波电路u3连接在3157单刀双掷模拟开关的输出引脚a与控制器的io端之间。
具体工作过程为：事先将与74hc4051多路复用器u4连接的八个模拟量传感器依次以000、001、010、011、100、101、110、111的二进制的形式进行编号，对应地，将与74hc4051多路复用器u5连接的八个模拟量传感器依次以000、001、010、011、100、101、110、111的二进制的形式进行编号；然后软件工程师对控制器进行软件编程，使得寄存器u1的输出引脚qa、qb、qc来控制74hc4051多路复用器u4的输出，寄存器u1的输出引脚qd、qe、qf作为74hc4051多路复用器u5的控制引脚，当控制器将需要采集的模拟量传感器的编号通过寄存器u1的输入引脚si传输到寄存器u1中，寄存器u1的sck引脚将接收到的编号以“1”或者“0”的形式对应放置在寄存器u1的qa-qg中，sck引脚每次只控制qa-qf中的三个引脚导通，使得寄存器u1能够与74hc4051多路复用器u4或74hc4051多路复用器u5的任意一个多路复用器进行通讯，使74hc4051多路复用器u4或74hc4051多路复用器u5将对应编号的模拟量传感器的采集值传输到3157单刀双掷模拟开关中，3157单刀双掷模拟开关根据寄存器u1的qg引脚所传输的数据，对应编号的模拟量传感器的采集值通过3157单刀双掷模拟开关的输出引脚a输出，输出后的采集值经滤波电路滤波后传输到控制器的io端口。
本实施例的有益效果：
1、节省控制板开发成本，通常多模拟量传输的控制板如果最大数量不兼容的话，都需要重新开发以满足新的模拟量端口使用需求。通过此集线器装置即可实现端口扩展，避免了控制板的过度重复开发，降低开发成本。
2、使用一个特定端口，即可实现端口扩展，极大的减少了控制板面积，在通常开发控制板上由于端口数量的增多会明显的增大控制板面积，导致控制板通用性变差，不能适应各种空间安装需求。
3、不需要使用特殊的信号和复杂的通信方式，可以兼容简单低端低引脚数量的单片机的设计需求，极大的降低了整机的设计和开发成本。
4、不需要新引进增加和开发特殊的传感器，使用现成的传感器即可满足设计，利于采购、仓储和生产的运转，利于整机软件设计的便利性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
1.一种模拟量传感器集线器，其特征在于：包括寄存器、多路复用器、模拟开关芯片、多个模拟量传感器，多路复用器设置有多个，其中任意一个多路复用器的各个输入引脚分别与多个模拟量传感器的输出端连接，各个多路复用器的控制引脚分别与寄存器的输出引脚连接，寄存器的输入引脚与外部控制器的输出引脚连接，寄存器的未连接多路复用器的输出引脚与模拟开关芯片的控制引脚连接，模拟开关芯片具有多个输入引脚，模拟开关芯片的各个输入引脚分别与各个多路复用器的输出引脚连接，模拟开关芯片的输出引脚与外部控制器的io端连接。
2.根据权利要求1所述的模拟量传感器集线器，其特征在于，还设置有滤波电路，滤波电路设置在模拟开关芯片的输出引脚与外部控制器的io端连接的线路上。
3.根据权利要求1所述的模拟量传感器集线器，其特征在于，所述多路复用器的型号为74hc4051多路复用器。
4.根据权利要求3所述的模拟量传感器集线器，其特征在于，所述寄存器的型号为74hc595的八位寄存器。
5.根据权利要求4所述的模拟量传感器集线器，其特征在于，所述模拟开关芯片的型号为3157单刀双掷模拟开关。
6.根据权利要求4所述的模拟量传感器集线器，其特征在于，所述74hc4051多路复用器的x0～x7引脚分别与不同的模拟量传感器的输出端连接，74hc4051多路复用器的控制引脚a0、a1、a2分别与74hc595寄存器的输出引脚qa、qb、qc连接。
7.根据权利要求5所述的模拟量传感器集线器，其特征在于，所述74hc595寄存器的输入引脚si与外部控制器的io端口连接，74hc595寄存器的qg引脚与3157单刀双掷模拟开关的控制引脚s连接，3157单刀双掷模拟开关的输入引脚b0与其中一个74hc4051多路复用器的输出引脚x连接以接收74hc4051多路复用器中对应传感器的采集值，3157单刀双掷模拟开关的输出引脚a与外部控制器的io端口连接。
技术总结