一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，涉及一種半導(dǎo)體集成電路，是由基板構(gòu)成，芯片焊接在基板上，在芯片上設(shè)有多個(gè)管腳，其特征在于：芯片部分管腳通過基板管腳與1個(gè)以上的溫度傳感器進(jìn)行連接；在芯片上設(shè)有恒流驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、通道切換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、判決輸出模塊、輸出指示模塊、粗測輸出模塊、精測輸出模塊、單數(shù)據(jù)總線、可調(diào)時(shí)鐘模塊和控制模式模塊，各個(gè)功能模塊之間通過電連接方式進(jìn)行連接。可同時(shí)測量多個(gè)不同溫度傳感器的物理量信息，將多個(gè)物理量信息進(jìn)行粗略測量運(yùn)算或者精確測量運(yùn)算后并根據(jù)不同的客戶需求將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸。降低成本，布線簡單，可實(shí)現(xiàn)長距離通信，功耗極低。
【專利說明】一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，具體的說是一種能夠?qū)⒉煌瑴囟任锢韰⒘客ㄟ^一個(gè)系統(tǒng)集成芯片同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，處理并進(jìn)行傳輸?shù)囊环N單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的溫度傳感器有很多局限性，只能提供模擬信號(hào)輸出，且在大多數(shù)應(yīng)用中輸出端都需要另外配置比較器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或放大器等。因此還受到封裝體積以及準(zhǔn)確度的制約，限制了其在微型化高端電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。隨著集成工藝的發(fā)展，半導(dǎo)體集成溫度傳感器將輔助電路中的元件集成在一塊芯片上，具有價(jià)格低廉，設(shè)計(jì)簡單，測量精確，高度集成等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)、電信、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)可以有效的節(jié)省了空間降低成本。近年來，集成傳感器在平均價(jià)格有所下降的同時(shí)，銷售率卻以17% -18%的速度持續(xù)增長，總銷售收入達(dá)到6億美元，因此半導(dǎo)體傳感器的設(shè)計(jì)及芯片集成技術(shù)的關(guān)鍵問題成了各個(gè)高科技企業(yè)的研究重點(diǎn)。但是目前的溫度傳感器芯片只能單一的實(shí)現(xiàn)某一個(gè)溫度傳感器物理量信息的輸出問題，不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)可以同時(shí)測量多個(gè)溫度傳感器的多組物理量的測量并且輸出。目前有少數(shù)的學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)試驗(yàn)性的研制可測量多參量傳感系統(tǒng)，但是都是處于研發(fā)階段由于研發(fā)過程中采用多個(gè)芯片系統(tǒng)集成度較低，穩(wěn)定性較差，傳輸數(shù)據(jù)誤差較大。目前，還沒有一種可以同時(shí)測量多個(gè)不同溫度傳感器的物理量信息，并將多個(gè)物理量信息進(jìn)行粗略測量運(yùn)算或者精確測量運(yùn)算后并根據(jù)不同的客戶需求將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸；同時(shí)具有集成度高，穩(wěn)定性高，傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，價(jià)格低廉，同時(shí)可以有效的節(jié)省了空間，降低成本，布線簡單，可實(shí)現(xiàn)長距離通信，功耗極低，芯片整體尺寸較小，適用于電力，化工，熱力，石油，石化，交通等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中，可對(duì)設(shè)備儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控的集成芯片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，該結(jié)構(gòu)可以同時(shí)測量多個(gè)不同溫度傳感器的物理量信息，并將多個(gè)物理量信息進(jìn)行粗略測量運(yùn)算或者精確測量運(yùn)算后并根據(jù)不同的客戶需求將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸。同時(shí)具有集成度高，穩(wěn)定性高，傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，價(jià)格低廉，同時(shí)可以有效的節(jié)省了空間，降低成本，布線簡單，可實(shí)現(xiàn)長距離通信，功耗極低，芯片整體尺寸較小。適用于電力，化工，熱力，石油，石化，交通等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中，可對(duì)設(shè)備儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。
[0004]根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，是由基板構(gòu)成，芯片焊接在基板上，在芯片上設(shè)有多個(gè)管腳，其特征在于:所述芯片的部分管腳通過基板管腳與I個(gè)以上的溫度傳感器進(jìn)行連接；在芯片上設(shè)有恒流驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、通道切換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、判決輸出模塊、輸出指示模塊、粗測輸出模塊、精測輸出模塊、單數(shù)據(jù)總線、可調(diào)時(shí)鐘模塊和控制模式模塊，各個(gè)功能模塊之間通過電連接方式進(jìn)行連接。[0005]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述芯片內(nèi)部的各個(gè)功能模塊的連接關(guān)系為:所述電源模塊為恒流驅(qū)動(dòng)模塊提供所需電源，恒流驅(qū)動(dòng)模塊通過管腳與I個(gè)以上溫度傳感器連接；所述通道切換模塊通過管腳與I個(gè)以上的溫度傳感器進(jìn)行連接并將其模擬信號(hào)輸入切換后將模擬信號(hào)傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊中進(jìn)行模擬信號(hào)換轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)；經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)傳輸至判決輸出模塊中進(jìn)行處理，分別得到了不同溫度物理量信息，實(shí)現(xiàn)各個(gè)溫度物理量信息的采集和變換，處理后的溫度物理量信息分別傳輸至輸出指示模塊、粗測輸出模塊、精測輸出模塊和控制模式模塊中；所述輸出指示模塊中設(shè)置有溫度正常閾值、溫度預(yù)警閾值和溫度報(bào)警閾值，在輸出指示模塊上設(shè)有3個(gè)管腳；所述粗測輸出模塊和精測輸出模塊將得到不同溫度物理量信息分別進(jìn)行粗測和精測后經(jīng)單數(shù)據(jù)總線將不同溫度物理量信息進(jìn)行輸出；所述控制模式模塊通過芯片上的3個(gè)管腳分別與配置電阻、預(yù)警閾值設(shè)置電阻和報(bào)警閾值設(shè)置電阻的管腳連接；其中，在基板上設(shè)置有一個(gè)開關(guān)，用于控制所述配置電阻與控制模式模塊間的連接；所述可調(diào)時(shí)鐘模塊分別為通道模塊提供可調(diào)節(jié)的時(shí)間切換，為所述粗測輸出模塊和精測輸出模塊提供一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率。
[0006]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述判決輸出模塊包括3個(gè)子系統(tǒng)，分別是接收存儲(chǔ)系統(tǒng)，判斷系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；
[0007]其中，
[0008]所述接收存儲(chǔ)系統(tǒng):用于接收上一級(jí)模塊傳輸?shù)臏囟任锢砹啃畔⒉⑦M(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)存儲(chǔ)正常溫度閾值，預(yù)警閾值和報(bào)警閾值；
[0009]所述判斷系統(tǒng):用于判斷接收來的不同溫度物理量信息是否超出溫度閾值，預(yù)警閾值和報(bào)警閾值中的一種，同時(shí)設(shè)置工作模式判斷對(duì)不同溫度物理量信息的測量精度并將處理后的信息指令傳輸至處理系統(tǒng)；
[0010]所述處理系統(tǒng):接收判斷系統(tǒng)發(fā)出的指令分別對(duì)不同溫度物理量信息傳輸至測量輸出模塊，精測輸出模塊和輸出指示模塊中。
[0011]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述控制模式模塊包含2個(gè)子系統(tǒng)，分別是比較系統(tǒng)和阻值取樣系統(tǒng)；
[0012]其中，
[0013]所述接收系統(tǒng)用于接收其它模塊和/或系統(tǒng)發(fā)射的命令；
[0014]所述發(fā)射系統(tǒng)用于將采集到的不同物理量信息以約定的協(xié)議進(jìn)行傳輸。
[0015]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述控制模式模塊通過芯片上的3個(gè)管腳分別與配置電阻、預(yù)警閾值設(shè)置電阻和報(bào)警閾值設(shè)置電阻的管腳連接；
[0016]其中，
[0017]所述配置電阻用于決定溫度物理量信息是進(jìn)行粗略測量或者精確測量；
[0018]所述預(yù)警值設(shè)置電阻用于決定預(yù)警溫度范圍，該預(yù)警值設(shè)置電阻的設(shè)置與傳感器的溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，其預(yù)警設(shè)置電阻的阻值范圍在O-1OOkQ ；
[0019]所述報(bào)警閾值設(shè)置電阻用于決定報(bào)警溫度范圍，該報(bào)警值設(shè)置電阻的設(shè)置與傳感器的溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，其報(bào)警設(shè)置電阻的阻值范圍在1-1OlkQ ；
[0020]所述報(bào)警閾值設(shè)置電阻的阻值大于預(yù)警閾值設(shè)置電阻的阻值。
[0021]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述在基板上設(shè)置有一個(gè)開關(guān)，該開關(guān)的一端連接芯片該管腳，另一端連接有一個(gè)對(duì)地電阻，通過開關(guān)的閉合狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度物理量信息進(jìn)行粗略測量或者精確測量的切換。
[0022]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述輸出指示模塊上設(shè)有3個(gè)管腳分別與代表溫度物理量信息是否正常指示、預(yù)警指示和報(bào)警指示的三色指示燈、蜂鳴器進(jìn)行連接。
[0023]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換形式為逐次比較形式和電容積分形式中的一種。
[0024]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中
[0025]所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接通道切換模塊，為通道模塊提供可調(diào)節(jié)的時(shí)間切換，其可調(diào)時(shí)間范圍為10 u s-10s ；
[0026]所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接粗測輸出模塊，為粗測輸出模塊提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率，其速率范圍為I U s-ls ；
[0027]所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接精測輸出模塊，為精測輸出模塊提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率，其速率范圍為I U s-ls。
[0028]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中可以有I個(gè)以上的單總線溫度采集系統(tǒng)芯片同時(shí)連接在I根單數(shù)據(jù)總線上。
[0029]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述集成芯片與所述單個(gè)溫度傳感器進(jìn)行連接的方式可以為恒壓方法、恒流方法中的一種。
[0030]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述溫度傳感器中可含有惠更斯電路并通過該電路中的電阻與芯片的管腳進(jìn)行連接。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)可以同時(shí)測量多個(gè)不同溫度傳感器的物理量信息，并將多個(gè)物理量信息進(jìn)行粗略測量運(yùn)算或者精確測量運(yùn)算后并根據(jù)不同的客戶需求將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸。同時(shí)具有集成度高，穩(wěn)定性高，傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，價(jià)格低廉，同時(shí)可以有效的節(jié)省了空間，降低成本，布線簡單，可實(shí)現(xiàn)長距離通信，功耗極低，芯片整體尺寸較小。適用于電力，化工，熱力，石油，石化，交通等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中，可對(duì)設(shè)備儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片的整體模塊示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片中判決輸出模塊的模塊示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片中控制模式模塊的模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說明的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0036]實(shí)施例1，圖1顯示了本發(fā)明的多參量傳感系統(tǒng)集成芯片的整體模塊示意圖；
[0037]如圖1所示:一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，是由基板構(gòu)成，芯片焊接在基板上，在芯片上設(shè)有20個(gè)管腳，其特征在于:所述芯片的部分管腳通過基板管腳與3個(gè)溫度傳感器進(jìn)行連接；在芯片上設(shè)有恒流驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、通道切換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、判決輸出模塊、輸出指示模塊、粗測輸出模塊、精測輸出模塊、單數(shù)據(jù)總線、可調(diào)時(shí)鐘模塊和控制模式模塊，各個(gè)功能模塊之間通過電連接方式進(jìn)行連接。
[0038]一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述芯片內(nèi)部的各個(gè)功能模塊的連接關(guān)系為:所述電源模塊為恒流驅(qū)動(dòng)模塊提供所需電源，恒流驅(qū)動(dòng)模塊通過管腳與3個(gè)溫度傳感器連接；所述通道切換模塊通過管腳與3個(gè)溫度傳感器進(jìn)行連接并將其3組不同溫度物理量信息的模擬信號(hào)輸入切換后將模擬信號(hào)傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊中進(jìn)行模擬信號(hào)換轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)；經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)傳輸至判決輸出模塊中進(jìn)行處理，分別得到了 3組不同溫度物理量信息，實(shí)現(xiàn)3組溫度物理量信息的采集和變換，處理后的溫度物理量信息分別傳輸至輸出指示模塊、粗測輸出模塊、精測輸出模塊和控制模式模塊中；所述輸出指示模塊中設(shè)置有溫度正常閾值、溫度預(yù)警閾值和溫度報(bào)警閾值，在輸出指示模塊上設(shè)有3個(gè)管腳；所述粗測輸出模塊和精測輸出模塊將得到不同溫度物理量信息分別進(jìn)行粗測和精測后經(jīng)單數(shù)據(jù)總線將3組不同溫度物理量信息進(jìn)行輸出；所述控制模式模塊通過芯片上的3個(gè)管腳分別與配置電阻、預(yù)警閾值設(shè)置電阻和報(bào)警閾值設(shè)置電阻的管腳連接；其中，在基板上設(shè)置有一個(gè)開關(guān)，用于控制所述配置電阻與控制模式模塊間的連接；所述可調(diào)時(shí)鐘模塊分別為通道模塊提供可調(diào)節(jié)的時(shí)間切換，為所述粗測輸出模塊和精測輸出模塊提供一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率。
[0039]如圖2所示，一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述判決輸出模塊包括3個(gè)子系統(tǒng)，分別是接收存儲(chǔ)系統(tǒng)，判斷系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；
[0040]其中，
[0041]所述接收存儲(chǔ)系統(tǒng):用于接收上一級(jí)模塊傳輸?shù)臏囟任锢砹啃畔⒉⑦M(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)存儲(chǔ)正常溫度閾值，預(yù)警閾值和報(bào)警閾值；
[0042]所述判斷系統(tǒng):用于判斷接收來的3組不同溫度物理量信息是否超出溫度閾值，預(yù)警閾值和報(bào)警閾值中的一種，同時(shí)設(shè)置工作模式判斷對(duì)不同溫度物理量信息的測量精度并將處理后的信息指令傳輸至處理系統(tǒng)；
[0043]所述處理系統(tǒng):接收判斷系統(tǒng)發(fā)出的指令分別對(duì)3組不同溫度物理量信息傳輸至測量輸出模塊，精測輸出模塊和輸出指示模塊中。
[0044]如圖3所示，一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述控制模式模塊包含2個(gè)子系統(tǒng)，分別是比較系統(tǒng)和阻值取樣系統(tǒng)；
[0045]其中，
[0046]所述接收系統(tǒng)用于接收其它模塊和/或系統(tǒng)發(fā)射的命令；
[0047]所述發(fā)射系統(tǒng)用于將采集到的不同物理量信息以約定的協(xié)議進(jìn)行傳輸。
[0048]如圖3所示，一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述控制模式模塊通過芯片上的3個(gè)管腳分別與配置電阻、預(yù)警閾值設(shè)置電阻和報(bào)警閾值設(shè)置電阻的管腳連接；
[0049]其中，
[0050]所述配置電阻用于決定溫度物理量信息是進(jìn)行粗略測量或者精確測量；
[0051]所述預(yù)警值設(shè)置電阻用于決定預(yù)警溫度范圍，該預(yù)警值設(shè)置電阻的設(shè)置與傳感器的溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0052]所述報(bào)警閾值設(shè)置電阻用于決定報(bào)警溫度范圍，該報(bào)警值設(shè)置電阻的設(shè)置與傳感器的溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。[0053]所述報(bào)警閾值設(shè)置電阻的阻值大于預(yù)警閾值設(shè)置電阻的阻值。
[0054]具體實(shí)施例中，其預(yù)警設(shè)置電阻的阻值為500Q。
[0055]具體實(shí)施例中，其報(bào)警設(shè)置電阻的阻值為600Q。
[0056]具體實(shí)施例中，所述在基板上設(shè)置有一個(gè)開關(guān)，該開關(guān)的一端連接芯片該管腳，另一端連接有一個(gè)對(duì)地電阻，通過開關(guān)的打開狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度物理量信息進(jìn)行精確測量。
[0057]具體實(shí)施例中，所述輸出指示模塊上設(shè)有3個(gè)管腳分別與代表溫度物理量信息是否正常指示、預(yù)警指示和報(bào)警指示的三色指示燈進(jìn)行連接。其中綠色指示燈亮表示正常，黃色指示燈亮表示預(yù)警，紅色指示燈亮表示報(bào)警。
[0058]具體實(shí)施例中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換形式為逐次比較形式。
[0059]具體實(shí)施例中，所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接通道切換模塊，為通道模塊提供可調(diào)節(jié)的時(shí)間切換，其可調(diào)時(shí)間為50ii S。
[0060]具體實(shí)施例中，所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接粗測輸出模塊，為粗測輸出模塊提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率，其速率為20ii S。
[0061]具體實(shí)施例中，所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接精測輸出模塊，為精測輸出模塊提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率，其速率為2 ii S。
[0062]具體實(shí)施例中，其中有5個(gè)單總線溫度采集系統(tǒng)芯片同時(shí)連接在I根單數(shù)據(jù)總線上。
[0063]具體實(shí)施例中，其中所述集成芯片與所述單個(gè)溫度傳感器進(jìn)行連接的方式為恒壓方法。
[0064]具體實(shí)施例中，其中所述溫度傳感器中含有惠更斯電路并通過該電路中的電阻與芯片的管腳進(jìn)行連接。
[0065]具體實(shí)施例中，單數(shù)據(jù)總線有一個(gè)管腳輸出，該總線是電流環(huán)形模擬信號(hào)輸出。
[0066]具體實(shí)施例中，預(yù)警閾值設(shè)置電阻的設(shè)置與溫度傳感器的測量溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置500Q電阻，溫度傳感器I的測量溫度量程區(qū)間為0-100攝氏度，那么表示預(yù)警溫度的閾值在50攝氏度，如果是傳感器2的溫度區(qū)間為-100攝氏度到100攝氏度，那么預(yù)警溫度為0攝氏度，如果是傳感器3的溫度區(qū)間為-100攝氏度到0攝氏度，那么預(yù)警溫度為-50攝氏度。
[0067]具體實(shí)施例中，報(bào)警閾值設(shè)置電阻的設(shè)置與溫度傳感器的測量溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置600Q電阻，溫度傳感器I的測量溫度量程區(qū)間為0-120攝氏度，那么表示報(bào)警溫度的閾值在60攝氏度，如果是傳感器2的溫度區(qū)間為-120攝氏度到120攝氏度，那么報(bào)警溫度為0攝氏度，如果是傳感器3的溫度區(qū)間為-120攝氏度到0攝氏度，那么報(bào)警溫度為-60攝氏度。
[0068]實(shí)施例2，圖1顯示了本發(fā)明的多參量傳感系統(tǒng)集成芯片的整體模塊示意圖；
[0069]如圖1所示:一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，是由基板構(gòu)成，芯片焊接在基板上，在芯片上設(shè)有16個(gè)管腳，其特征在于:所述芯片的部分管腳通過基板管腳與2個(gè)溫度傳感器進(jìn)行連接；在芯片上設(shè)有恒流驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、通道切換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、判決輸出模塊、輸出指示模塊、粗測輸出模塊、精測輸出模塊、單數(shù)據(jù)總線、可調(diào)時(shí)鐘模塊和控制模式模塊，各個(gè)功能模塊之間通過電連接方式進(jìn)行連接。
[0070]—種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述芯片內(nèi)部的各個(gè)功能模塊的連接關(guān)系為:所述電源模塊為恒流驅(qū)動(dòng)模塊提供所需電源，恒流驅(qū)動(dòng)模塊通過管腳與2個(gè)溫度傳感器連接；所述通道切換模塊通過管腳與2個(gè)溫度傳感器進(jìn)行連接并將其2組不同溫度物理量信息的模擬信號(hào)輸入切換后將模擬信號(hào)傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊中進(jìn)行模擬信號(hào)換轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)；經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)傳輸至判決輸出模塊中進(jìn)行處理，分別得到了 2組不同溫度物理量信息，實(shí)現(xiàn)2組溫度物理量信息的采集和變換，處理后的溫度物理量信息分別傳輸至輸出指示模塊、粗測輸出模塊、精測輸出模塊和控制模式模塊中；所述輸出指示模塊中設(shè)置有溫度正常閾值、溫度預(yù)警閾值和溫度報(bào)警閾值，在輸出指示模塊上設(shè)有3個(gè)管腳；所述粗測輸出模塊和精測輸出模塊將得到不同溫度物理量信息分別進(jìn)行粗測和精測后經(jīng)單數(shù)據(jù)總線將2組不同溫度物理量信息進(jìn)行輸出；所述控制模式模塊通過芯片上的3個(gè)管腳分別與配置電阻、預(yù)警閾值設(shè)置電阻和報(bào)警閾值設(shè)置電阻的管腳連接；其中，在基板上設(shè)置有一個(gè)開關(guān)，用于控制所述配置電阻與控制模式模塊間的連接；所述可調(diào)時(shí)鐘模塊分別為通道模塊提供可調(diào)節(jié)的時(shí)間切換，為所述粗測輸出模塊和精測輸出模塊提供一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率。
[0071]如圖2所示，一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述判決輸出模塊包括3個(gè)子系統(tǒng)，分別是接收存儲(chǔ)系統(tǒng)，判斷系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；
[0072]其中，
[0073]所述接收存儲(chǔ)系統(tǒng):用于接收上一級(jí)模塊傳輸?shù)臏囟任锢砹啃畔⒉⑦M(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)存儲(chǔ)正常溫度閾值，預(yù)警閾值和報(bào)警閾值；
[0074]所述判斷系統(tǒng):用于判斷接收來的2組不同溫度物理量信息是否超出溫度閾值，預(yù)警閾值和報(bào)警閾值中的一種，同時(shí)設(shè)置工作模式判斷對(duì)不同溫度物理量信息的測量精度并將處理后的信息指令傳輸至處理系統(tǒng)；
[0075]所述處理系統(tǒng):接收判斷系統(tǒng)發(fā)出的指令分別對(duì)2組不同溫度物理量信息傳輸至測量輸出模塊，精測輸出模塊和輸出指示模塊中。
[0076]如圖3所示，一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述控制模式模塊包含2個(gè)子系統(tǒng)，分別是比較系統(tǒng)和阻值取樣系統(tǒng)；
[0077]其中，
[0078]所述接收系統(tǒng)用于接收其它模塊和系統(tǒng)發(fā)射的命令；
[0079]所述發(fā)射系統(tǒng)用于將采集到的不同物理量信息以約定的協(xié)議進(jìn)行傳輸。
[0080]如圖3所示，一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其中所述控制模式模塊通過芯片上的3個(gè)管腳分別與配置電阻、預(yù)警閾值設(shè)置電阻和報(bào)警閾值設(shè)置電阻的管腳連接；
[0081]其中，
[0082]所述配置電阻用于決定溫度物理量信息是進(jìn)行粗略測量或者精確測量；
[0083]所述預(yù)警值設(shè)置電阻用于決定預(yù)警溫度范圍，該預(yù)警值設(shè)置電阻的設(shè)置與傳感器的溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0084]所述報(bào)警閾值設(shè)置電阻用于決定報(bào)警溫度范圍，該報(bào)警值設(shè)置電阻的設(shè)置與傳感器的溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0085]所述報(bào)警閾值設(shè)置電阻的阻值大于預(yù)警閾值設(shè)置電阻的阻值。
[0086]具體實(shí)施例中，其預(yù)警設(shè)置電阻的阻值為IOkQ。
[0087]具體實(shí)施例中，其報(bào)警設(shè)置電阻的阻值為12kQ。[0088]具體實(shí)施例中，所述在基板上設(shè)置有一個(gè)開關(guān)，該開關(guān)的一端連接芯片該管腳，另一端連接有一個(gè)對(duì)地電阻，通過開關(guān)的閉合狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度物理量信息進(jìn)行粗略測量。
[0089]具體實(shí)施例中，所述輸出指示模塊上設(shè)有3個(gè)管腳分別與代表溫度物理量信息是否正常指示、預(yù)警指示和報(bào)警指示的蜂鳴器進(jìn)行連接。其中蜂鳴器蜂鳴I次表示溫度物理量信息正常狀態(tài)，當(dāng)蜂鳴器連續(xù)蜂鳴2次表示溫度物理量信息為預(yù)警狀態(tài)，當(dāng)蜂鳴器連續(xù)蜂鳴3次表示溫度物理量信息為報(bào)警狀態(tài)。
[0090]具體實(shí)施例中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換形式為電容積分形式。
[0091]具體實(shí)施例中，所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接通道切換模塊，為通道模塊提供可調(diào)節(jié)的時(shí)間切換，其可調(diào)時(shí)間為0.2s。
[0092]具體實(shí)施例中，所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接粗測輸出模塊，為粗測輸出模塊提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率，其速率為0.05s。
[0093]具體實(shí)施例中，所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接精測輸出模塊，為精測輸出模塊提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率，其速率為0.05s。
[0094]具體實(shí)施例中，其中有3個(gè)單總線溫度采集系統(tǒng)芯片同時(shí)連接在I根單數(shù)據(jù)總線上。
[0095]具體實(shí)施例中，其中所述集成芯片與所述單個(gè)溫度傳感器進(jìn)行連接的方式為恒流方法。
[0096]具體實(shí)施例中，單數(shù)據(jù)總線有一個(gè)管腳輸出，該總線是電流環(huán)形模擬信號(hào)輸出。
[0097]具體實(shí)施例中，預(yù)警閾值設(shè)置電阻的設(shè)置與溫度傳感器的測量溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置IOkQ電阻，溫度傳感器I的測量溫度量程區(qū)間為0-100攝氏度，那么表示預(yù)警溫度的閾值在50攝氏度，如果是傳感器2的溫度區(qū)間為-100攝氏度到100攝氏度，那么預(yù)警溫度為0攝氏度，如果是傳感器3的溫度區(qū)間為-100攝氏度到0攝氏度，那么預(yù)警溫度為-50攝氏度。
[0098]具體實(shí)施例中，報(bào)警閾值設(shè)置電阻的設(shè)置與溫度傳感器的測量溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置12kQ電阻，溫度傳感器I的測量溫度量程區(qū)間為0-120攝氏度，那么表示報(bào)警溫度的閾值在60攝氏度，如果是傳感器2的溫度區(qū)間為-120攝氏度到120攝氏度，那么報(bào)警溫度為0攝氏度，如果是傳感器3的溫度區(qū)間為-120攝氏度到0攝氏度，那么報(bào)警溫度為-60攝氏度。
[0099]綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)可以同時(shí)測量多個(gè)不同溫度傳感器的物理量信息，并將多個(gè)物理量信息進(jìn)行粗略測量運(yùn)算或者精確測量運(yùn)算后并根據(jù)不同的客戶需求將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸。同時(shí)具有集成度高，穩(wěn)定性高，傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，價(jià)格低廉，同時(shí)可以有效的節(jié)省了空間，降低成本，布線簡單，可實(shí)現(xiàn)長距離通信，功耗極低，芯片整體尺寸較小。適用于電力，化工，熱力，石油，石化，交通等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中，可對(duì)設(shè)備儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。
[0100]盡管上文對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于此，本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，是由基板構(gòu)成，芯片焊接在基板上，在芯片上設(shè)有多個(gè)管腳，其特征在于:所述芯片的部分管腳通過基板管腳與I個(gè)以上的溫度傳感器進(jìn)行連接；在芯片上設(shè)有恒流驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、通道切換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、判決輸出?！缞A、輸出指示模塊、粗測輸出模塊、精測輸出模塊、單數(shù)據(jù)總線、可調(diào)時(shí)鐘模塊和控制模式模塊，各個(gè)功能模塊之間通過電連接方式進(jìn)行連接；所述集成芯片與所述單個(gè)溫度傳感器進(jìn)行連接的方式可以為恒壓方法、恒流方法中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其特征在于，所述芯片內(nèi)部的各個(gè)功能模塊的連接關(guān)系為:所述電源模塊為恒流驅(qū)動(dòng)模塊提供所需電源，恒流驅(qū)動(dòng)模塊通過管腳與I個(gè)以上溫度傳感器連接；所述通道切換模塊通過管腳與I個(gè)以上的溫度傳感器進(jìn)行連接并將其測量的I組以上溫度物理量模擬信號(hào)輸入切換，后將模擬信號(hào)傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊中進(jìn)行模擬信號(hào)換轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)；經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)傳輸至判決輸出模塊中進(jìn)行處理，分別得到了不同溫度物理量信息，實(shí)現(xiàn)各個(gè)溫度物理量信息的采集和變換，處理后的溫度物理量信息分別傳輸至輸出指示模塊、粗測輸出模塊、精測輸出模塊和控制模式模塊中；所述輸出指示模塊中設(shè)置有溫度正常閾值、溫度預(yù)警閾值和溫度報(bào)警閾值，在輸出指示模塊上設(shè)有3個(gè)管腳；所述粗測輸出模塊和精測輸出模塊將得到不同溫度物理量信息分別進(jìn)行粗測和精測后經(jīng)單數(shù)據(jù)總線將不同溫度物理量信息進(jìn)行輸出；所述控制模式模塊通過芯片上的3個(gè)管腳分別與配置電阻、預(yù)警閾值設(shè)置電阻和報(bào)警閾值設(shè)置電阻的管腳連接；其中，在基板上設(shè)置有一個(gè)開關(guān)，用于控制所述配置電阻與控制模式模塊間的連接；所述可調(diào)時(shí)鐘模塊分別為通道模塊提供可調(diào)節(jié)的時(shí)間切換，為所述粗測輸出模塊和精測輸出模塊提供一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率；所述溫度傳感器中可含有惠更斯電路并通過該電路中的電阻與芯片的管腳進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2 所述的一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其特征在于:所述判決輸出模塊包括3個(gè)子系統(tǒng)，分別是接收存儲(chǔ)系統(tǒng)，判斷系統(tǒng)和處理系統(tǒng)； 其中， 所述接收存儲(chǔ)系統(tǒng):用于接收上一級(jí)模塊傳輸?shù)臏囟任锢砹啃畔⒉⑦M(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)存儲(chǔ)正常溫度閾值，預(yù)警閾值和報(bào)警閾值； 所述判斷系統(tǒng):用于判斷接收來的不同溫度物理量信息是否超出溫度閾值，預(yù)警閾值和報(bào)警閾值中的一種，同時(shí)設(shè)置工作模式判斷對(duì)不同溫度物理量信息的測量精度并將處理后的信息指令傳輸至處理系統(tǒng)； 所述處理系統(tǒng):接收判斷系統(tǒng)發(fā)出的指令分別對(duì)不同溫度物理量信息傳輸至測量輸出模塊，精測輸出模塊和輸出指示模塊中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其特征在于:所述控制模式模塊包含2個(gè)子系統(tǒng)，分別是比較系統(tǒng)和阻值取樣系統(tǒng)； 其中， 所述接收系統(tǒng)用于接收其它模塊和/或系統(tǒng)發(fā)射的命令； 所述發(fā)射系統(tǒng)用于將采集到的不同物理量信息以約定的協(xié)議進(jìn)行傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其特征在于:可以有I個(gè)以上的單總線溫度采集系統(tǒng)芯片同時(shí)連接在I根單數(shù)據(jù)總線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其特征在于:所述控制模式模塊通過芯片上的3個(gè)管腳分別與配置電阻、預(yù)警閾值設(shè)置電阻和報(bào)警閾值設(shè)置電阻的管腳連接； 其中， 所述配置電阻用于決定溫度物理量信息是進(jìn)行粗略測量或者精確測量； 所述預(yù)警值設(shè)置電阻用于決定預(yù)警溫度范圍，該預(yù)警值設(shè)置電阻的設(shè)置與傳感器的溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，其預(yù)警設(shè)置電阻的阻值范圍在O-1OOkQ ； 所述報(bào)警閾值設(shè)置電阻用于決定報(bào)警溫度范圍，該報(bào)警值設(shè)置電阻的設(shè)置與傳感器的溫度量程之間呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，其報(bào)警設(shè)置電阻的阻值范圍在1-1OlkQ ； 所述報(bào)警閾值設(shè)置電阻的阻值大于預(yù)警閾值設(shè)置電阻的阻值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、6所述的一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其特征在于:所述在基板上設(shè)置有一個(gè)開關(guān)，該開關(guān)的一端連接芯片該管腳，另一端連接有一個(gè)對(duì)地電阻，通過開關(guān)的閉合狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度物理量信息進(jìn)行粗略測量或者精確測量的切換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其特征在于:所述輸出指示模塊上設(shè)有3個(gè)管腳分別與代表溫度物理量信息是否正常指示、預(yù)警指示和報(bào)警指示的三色指示燈、蜂鳴器進(jìn)行連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其特征在于:所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換形式為逐次比較形式和電容積分形式中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種單總線溫度采集系統(tǒng)集成芯片，其特征在于: 所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接通道 切換模塊，為通道模塊提供可調(diào)節(jié)的時(shí)間切換，其可調(diào)時(shí)間范圍為10 u s-10s ； 所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接粗測輸出模塊，為粗測輸出模塊提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率，其速率范圍為I U s-ls ； 所述可調(diào)時(shí)鐘模塊連接精測輸出模塊，為精測輸出模塊提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)鐘，從而決定了輸出速率，其速率范圍為I U s-ls。
【文檔編號(hào)】G01K7/16GK103528708SQ201210226066
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】黃正宇 申請(qǐng)人:黃正宇