本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及傳感器接口技術(shù)領(lǐng)域,具體是指一種多傳感器接口的處理芯片電路。
背景技術(shù):
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,各式各樣的傳感器得到了應(yīng)用,傳感器是搜集真實世界中各種事物的狀態(tài)、信息、數(shù)據(jù)、圖像等信息的工具。由于傳感器應(yīng)用于不同的場合,各種傳感器有不同的接口、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。目前使用的傳感器芯片大部分為定制化的芯片,即傳感器包含在芯片內(nèi)部的專用芯片(ASIC),另一部分根據(jù)傳感器的接口和拓?fù)浣涌冢O(shè)計專用的信號處理芯片,配合使用。以上兩種方法有使用范圍單一,定制化成本較高的缺陷。如何將市面上的各種各樣的不同接口,不同供電需求的傳感器組合搭配,再利用通用的信號處理芯片滿足應(yīng)用需求,一直是一個難題,且一直沒有成本低廉的方法去解決該問題。
圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種方案,傳感器包含在芯片內(nèi)部的專用芯片(ASIC),也稱MEMS+ASIC傳感器專用芯片,主要有三部分組成,第一部分為MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微電子機械系統(tǒng))傳感器,用于采集環(huán)境信號,第二部分為傳感器信號處理專用電路,用于處理放大調(diào)制傳感器傳送的信號并存入存儲單元,第三部分為輸出接口電路,用于輸出處理好后的信號數(shù)據(jù)。但該類傳感器專用芯片由于使用MEMS工藝,增加了芯片的封裝成本和制造成本,且使用范圍較為單一。
圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中另一種方案,傳感器芯片將芯片內(nèi)的傳感器移至芯片外,但信號處理芯片仍然為專用ASIC芯片,相比于前一種方式,減少了封裝成本,擴(kuò)展了傳感器的使用范圍。但該應(yīng)用方式由于其專用處理芯片的使用方法,處理的傳感器信號有一定的局限性,不能滿足多傳感器組合的應(yīng)用場景。
現(xiàn)有傳感器接口芯片電路存在下列問題:
1、MEMS+ASIC傳感器專用芯片對工藝的要求高,且需要較高的封裝成本。同時,存在應(yīng)用場合單一,使用范圍較窄的缺點。
2、傳感器芯片+ASIC專用芯片在一定程度上降低了工藝成本,擴(kuò)展了應(yīng)用范圍,但因其信號處理仍然使用ASIC專用芯片,仍然不能滿足多傳感器組合應(yīng)用的場景。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)適用于多傳感器組合應(yīng)用的場景,且成本低廉的多傳感器接口的處理芯片電路。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的多傳感器接口的處理芯片電路具有如下構(gòu)成:
該多傳感器接口的處理芯片電路,包括:
傳感器組合接口模塊,用于為不同傳感器供電,并接收不同傳感器的輸入信號;
信號預(yù)處理模塊,用于進(jìn)行調(diào)零,并對分時傳入的傳感器信號進(jìn)行降噪、放大和調(diào)制,所述的信號預(yù)處理模塊的輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的輸出端相連接;
微控制模塊,用于對調(diào)制后的信號進(jìn)行算法處理,所述的微控制模塊的輸入端與所述的信號預(yù)處理模塊的輸出端相連接;
處理信號輸出接口模塊,用于通過不同的接口協(xié)議輸出處理完成的信號,所述的處理信號輸出接口模塊的輸入端與所述的微控制模塊的輸出端相連接。
較佳地,所述的傳感器組合接口模塊包括:
供電單元,用于為不同傳感器供電,所屬的供電單元包括兩個電壓輸出端和兩個電流輸出端,兩個電壓輸出端的電壓值和所述的兩個電流輸出端的電流值均可以單獨調(diào)節(jié);
信號單雙端輸入口單元,用于提供了兩對差分信號輸入,所述的兩對差分信號輸入對可以轉(zhuǎn)化成單端輸入;
電阻串接口單元,用于適應(yīng)電阻分壓產(chǎn)生信號的傳感器。
較佳地,所述的信號預(yù)處理模塊包括校準(zhǔn)電路單元、預(yù)放大電路單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路單元和濾波電路單元。
較佳地,所述的信號預(yù)處理模塊還包括多個信號預(yù)處理單元,所述的多個信號預(yù)處理單元分別對應(yīng)不同的傳感器。
較佳地,所述的傳感器組合接口模塊包括基準(zhǔn)電壓源、第一電流源、第二電流源、第一電鍵、第二電鍵、第三電鍵、第四電鍵、第五電鍵、第六電鍵、第一可調(diào)電阻和多路可選開關(guān),所述的基準(zhǔn)電壓源的第一端與所述的第一電流源的輸入端相連接并接VDD,所述的第一電流源的輸出端與所述的第一電鍵的第二端相連接,所述的第一電鍵的第一端分別與所述的第二電鍵的第一端和所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply端相連接,所述的第一電鍵的第二端與所述的基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第一輸入端與所述的第三電鍵的第二端相連接并接地,所述的第三電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw1端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第二輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1P端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第三輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1N端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第四輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2P端相連接,所述的多路可選開關(guān)的的第五輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2N端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第六輸入端分別與所述的第一可調(diào)電阻的第一端、所述的第二電流源的輸出端和所述的傳感器組合接口模塊的Rsw2相連接,所述的多路可選開關(guān)的第一輸出端和第二輸出端均與所述的信號預(yù)處理模塊相連接,所述的第二電流源的輸入端與所述的第六電鍵的第一端相連接,所述的第六電鍵的第二端接VDD,所述的第一可調(diào)電阻的第二端與所述的第五電鍵的第一端相連接,所述的第五電鍵的第二端與所述的第四電鍵的第二端相連接并接地,所述的第四電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3端相連接。
更佳地,所述的電路還包括惠斯通電橋、熱敏電阻、熱敏二極管和第一固定電阻,所述的熱敏二極管的正極分別與與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply端、所述的惠斯通電橋的第一端和所述的熱敏電阻的第一端相連接,所述的熱敏二極管的負(fù)極與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw1端相連接,所述的惠斯通電橋的第二端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2P端相連接,所述的惠斯通電橋的第三端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3端相連接,所述的惠斯通電橋的第四端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2N端相連接,所述的熱敏電阻的第二端分別與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3和所述的第一固定電阻的第一端相連接,所述的第一固定電阻的第二端接地。
較佳地,所述的傳感器組合接口模塊包括基準(zhǔn)電壓源、第二電流源、第一電鍵、第二電鍵、第三電鍵、第四電鍵、第五電鍵、第六電鍵、第七電鍵,第二可調(diào)電阻、第三可調(diào)電阻、第二固定電阻和多路可選開關(guān),所述的基準(zhǔn)電壓源的第一端接VDD,所述的基準(zhǔn)電壓源的第二端分別與所述的第二固定電阻的第一端和所述的第一電鍵的第二端相連接,所述的第一電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply1端相連接,所述的第二固定電阻的第二端分別與所述的第三可調(diào)電阻的第一端和所述的第二電鍵的第二端相連接,所述的第二電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply2端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第一輸入端與所述的第三電鍵的第二端相連接并接地,所述的第三電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw1端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第二輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1P端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第三輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1N端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第四輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2P端相連接,所述的多路可選開關(guān)的的第五輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2N端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第六輸入端分別與所述的第二可調(diào)電阻的第一端、所述的第二電流源的輸出端和所述的傳感器組合接口模塊的Rsw2端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第一輸出端和第二輸出端均與所述的信號預(yù)處理模塊相連接,所述的第二電流源的輸入端與所述的第六電鍵的第一端相連接,所述的第六電鍵的第二端接VDD,所述的第二可調(diào)電阻的第二端與所述的第五電鍵的第一端相連接,所述的第五電鍵的第二端分別與所述的第四電鍵的第二端和所述的第七電鍵的第二端相連接并接地,所述的第四電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3端相連接,所述的第七電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw4端相連接。
更佳地,所述的電路還包括天然氣傳感器、惠斯通電橋、空氣檢測傳感器、電容和第三固定電阻,所述的空氣檢測傳感器還包括發(fā)光二極管和光敏二極管,所述的光敏二極管的正極與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1P端相連接,所述的光敏二極管的負(fù)極與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1N端相連接,所述的發(fā)光二極管的正極分別與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply2端和所述的電容的第一端相連接,所述的電容的第二端分別與所述的第三固定電阻的第一端和所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3端相連接,所述的第三固定電阻的第二端與所述的發(fā)光二極管的負(fù)極相連接,所述的惠斯通電橋的第一端分別與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply1端和所述的天然氣傳感器的第一端相連接,所述的惠斯通電橋的第二端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2P端相連接,所述的惠斯通電橋的第三端分別與所述的天然氣傳感器的第二端和所述的傳感器組合接口模塊的Rsw4端相連接,所述的惠斯通電橋的第四端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw2端相連接。
采用了該發(fā)明中的多傳感器接口的處理芯片電路,可以應(yīng)用于多傳感器組合應(yīng)用的場景,適應(yīng)不同傳感器的組合與擴(kuò)展應(yīng)用,針對不同的傳感器信號,在信號處理時采用CPU內(nèi)核,配合對應(yīng)的信號處理算法,完成對不同量程、不同分辨率信號的處理,可以進(jìn)行二次開發(fā),將信號轉(zhuǎn)化成的中間數(shù)字值,直接轉(zhuǎn)化成最終值,節(jié)省了程序空間和開銷,達(dá)到降低主控芯片功耗、自主化管理的效果,具有廣泛的應(yīng)用范圍。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的MEMS+ASIC傳感器專用芯片的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的傳感器芯片+ASIC傳感器專用芯片的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本發(fā)明的多傳感器接口的處理芯片電路的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4為本發(fā)明的多傳感器接口的處理芯片電路的傳感器組合接口模塊的示意圖。
圖5為本發(fā)明的多傳感器接口的處理芯片電路的一種實施方式的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6為本發(fā)明的多傳感器接口的處理芯片電路的另一種實施方式的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7為本發(fā)明的多傳感器接口的處理芯片電路的另一種電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
該多傳感器接口的處理芯片電路,包括:
傳感器組合接口模塊,用于為不同傳感器供電,并接收不同傳感器的輸入信號;
信號預(yù)處理模塊,用于進(jìn)行調(diào)零,并對分時傳入的傳感器信號進(jìn)行降噪、放大和調(diào)制,所述的信號預(yù)處理模塊的輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的輸出端相連接;
微控制模塊,用于對調(diào)制后的信號進(jìn)行算法處理,所述的微控制模塊的輸入端與所述的信號預(yù)處理模塊的輸出端相連接;
處理信號輸出接口模塊,用于通過不同的接口協(xié)議輸出處理完成的信號,所述的處理信號輸出接口模塊的輸入端與所述的微控制模塊的輸出端相連接。
在一種較佳的實施方式中,所述的傳感器組合接口模塊包括:
供電單元,用于為不同傳感器供電,所屬的供電單元包括兩個電壓輸出端和兩個電流輸出端,兩個電壓輸出端的電壓值和所述的兩個電流輸出端的電流值均可以單獨調(diào)節(jié);
信號單雙端輸入口單元,用于提供了兩對差分信號輸入,所述的兩對差分信號輸入對可以轉(zhuǎn)化成單端輸入;
電阻串接口單元,用于適應(yīng)電阻分壓產(chǎn)生信號的傳感器。
在一種較佳的實施方式中,所述的信號預(yù)處理模塊包括校準(zhǔn)電路單元、預(yù)放大電路單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路單元和濾波電路單元。
在一種較佳的實施方式中,所述的信號預(yù)處理模塊還包括多個信號預(yù)處理單元,所述的多個信號預(yù)處理單元分別對應(yīng)不同的傳感器。
在一種較佳的實施方式中,所述的傳感器組合接口模塊包括基準(zhǔn)電壓源、第一電流源、第二電流源、第一電鍵、第二電鍵、第三電鍵、第四電鍵、第五電鍵、第六電鍵、第一可調(diào)電阻和多路可選開關(guān),所述的基準(zhǔn)電壓源的第一端與所述的第一電流源的輸入端相連接并接VDD,所述的第一電流源的輸出端與所述的第一電鍵的第二端相連接,所述的第一電鍵的第一端分別與所述的第二電鍵的第一端和所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply端相連接,所述的第一電鍵的第二端與所述的基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第一輸入端與所述的第三電鍵的第二端相連接并接地,所述的第三電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw1端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第二輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1P端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第三輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1N端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第四輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2P端相連接,所述的多路可選開關(guān)的的第五輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2N端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第六輸入端分別與所述的第一可調(diào)電阻的第一端、所述的第二電流源的輸出端和所述的傳感器組合接口模塊的Rsw2相連接,所述的多路可選開關(guān)的第一輸出端和第二輸出端均與所述的信號預(yù)處理模塊相連接,所述的第二電流源的輸入端與所述的第六電鍵的第一端相連接,所述的第六電鍵的第二端接VDD,所述的第一可調(diào)電阻的第二端與所述的第五電鍵的第一端相連接,所述的第五電鍵的第二端與所述的第四電鍵的第二端相連接并接地,所述的第四電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3端相連接。
在一種更佳的實施方式中,所述的電路還包括惠斯通電橋、熱敏電阻、熱敏二極管和第一固定電阻,所述的熱敏二極管的正極分別與與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply端、所述的惠斯通電橋的第一端和所述的熱敏電阻的第一端相連接,所述的熱敏二極管的負(fù)極與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw1端相連接,所述的惠斯通電橋的第二端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2P端相連接,所述的惠斯通電橋的第三端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3端相連接,所述的惠斯通電橋的第四端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2N端相連接,所述的熱敏電阻的第二端分別與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3和所述的第一固定電阻的第一端相連接,所述的第一固定電阻的第二端接地。
在一種較佳的實施方式中,所述的傳感器組合接口模塊包括基準(zhǔn)電壓源、第二電流源、第一電鍵、第二電鍵、第三電鍵、第四電鍵、第五電鍵、第六電鍵、第七電鍵,第二可調(diào)電阻、第三可調(diào)電阻、第二固定電阻和多路可選開關(guān),所述的基準(zhǔn)電壓源的第一端接VDD,所述的基準(zhǔn)電壓源的第二端分別與所述的第二固定電阻的第一端和所述的第一電鍵的第二端相連接,所述的第一電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply1端相連接,所述的第二固定電阻的第二端分別與所述的第三可調(diào)電阻的第一端和所述的第二電鍵的第二端相連接,所述的第二電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply2端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第一輸入端與所述的第三電鍵的第二端相連接并接地,所述的第三電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw1端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第二輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1P端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第三輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1N端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第四輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2P端相連接,所述的多路可選開關(guān)的的第五輸入端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2N端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第六輸入端分別與所述的第二可調(diào)電阻的第一端、所述的第二電流源的輸出端和所述的傳感器組合接口模塊的Rsw2端相連接,所述的多路可選開關(guān)的第一輸出端和第二輸出端均與所述的信號預(yù)處理模塊相連接,所述的第二電流源的輸入端與所述的第六電鍵的第一端相連接,所述的第六電鍵的第二端接VDD,所述的第二可調(diào)電阻的第二端與所述的第五電鍵的第一端相連接,所述的第五電鍵的第二端分別與所述的第四電鍵的第二端和所述的第七電鍵的第二端相連接并接地,所述的第四電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3端相連接,所述的第七電鍵的第一端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw4端相連接。
在一種更佳的實施方式中,所述的電路還包括天然氣傳感器、惠斯通電橋、空氣檢測傳感器、電容和第三固定電阻,所述的空氣檢測傳感器還包括發(fā)光二極管和光敏二極管,所述的光敏二極管的正極與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1P端相連接,所述的光敏二極管的負(fù)極與所述的傳感器組合接口模塊的VIN1N端相連接,所述的發(fā)光二極管的正極分別與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply2端和所述的電容的第一端相連接,所述的電容的第二端分別與所述的第三固定電阻的第一端和所述的傳感器組合接口模塊的Rsw3端相連接,所述的第三固定電阻的第二端與所述的發(fā)光二極管的負(fù)極相連接,所述的惠斯通電橋的第一端分別與所述的傳感器組合接口模塊的Vsupply1端和所述的天然氣傳感器的第一端相連接,所述的惠斯通電橋的第二端與所述的傳感器組合接口模塊的VIN2P端相連接,所述的惠斯通電橋的第三端分別與所述的天然氣傳感器的第二端和所述的傳感器組合接口模塊的Rsw4端相連接,所述的惠斯通電橋的第四端與所述的傳感器組合接口模塊的Rsw2端相連接。
本發(fā)明提出一種多傳感器接口的處理芯片電路,電路結(jié)構(gòu)如圖3所示,電路主要包含以下幾個部分:
傳感器組合接口模塊:包含供電接口、信號單雙端輸入口以及電阻串接口。該部分主要用于滿足多傳感器不同供電需求、不同信號輸入以及其他連接關(guān)系的需求;
信號預(yù)處理模塊:包含校準(zhǔn)電路、預(yù)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及濾波電路。主要進(jìn)行調(diào)零、對分時傳入的傳感器信號進(jìn)行降噪,放大,調(diào)制的工作。
微控制單元:即為通常意義上的CPU。用于對調(diào)制后的信號進(jìn)行算法處理,用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)用,編寫相應(yīng)的程序。
處理信號輸出接口模塊:對處理完成的信號通過不同的接口協(xié)議輸出,如OWI、I2C、SPI等單線、雙線或多線接口。
其中,傳感器組合接口模塊和信號預(yù)處理模塊的使用,需要根據(jù)場景應(yīng)用進(jìn)行配置,配置的項目寫入專用的配置寄存器中。
如圖4所示,本發(fā)明的傳感器組合接口模塊如下:
供電模塊包括兩個電壓輸出和兩個電流輸出,兩個電壓輸出的電壓值單獨可以調(diào)節(jié)。滿足了不同傳感器對供電電壓的需求,同時,多個傳感器也可以掛載在同一個電壓源上,方式靈活。
兩個電流輸出也是出于同樣的考慮,每個輸出電流接口的電流可以調(diào)整,多個接口滿足不同的傳感器串接需求。
信號單雙端輸入口模塊中,提供了兩對差分信號輸入對。在惠斯通電橋傳感器中有較廣泛的應(yīng)用。同時差分信號輸入對也可以轉(zhuǎn)化成單端輸入。該需求可以通過配置內(nèi)部開關(guān)MUX(多路可選開關(guān),用于控制多個信號輸入,使得多個輸入信號在某一時刻只能輸出其中一個或兩個信號)滿足要求。
電阻串接口模塊,適用于電阻分壓產(chǎn)生信號的傳感器。芯片內(nèi)部電阻可調(diào),以滿足信號輸入幅度的范圍要求。
在一種具體的實施方式中,如圖5所示,圖5中的傳感器有熱敏電阻分壓的溫度傳感器1,也有惠斯通電橋組成的壓力傳感器,還有熱敏二極管構(gòu)成的溫度傳感器2。在多種傳感器使用中的物理連接方式如圖。
利用熱敏電阻分壓的溫度傳感器的接口配置為:電源電壓為Vsupply,如果使用外部的RES電阻,則內(nèi)部的可變RES電阻所連開關(guān)斷開,同時電流源開關(guān)斷開;如果使用內(nèi)部可變RES電阻,則去掉外部RES電阻,閉合內(nèi)部可變RES電阻的開關(guān)。
利用惠斯通電橋的壓力傳感器接口配置為:電源電壓為Vsupply,將Rsw3所接開關(guān)閉合接地?;菟雇姌虻牧硗鈨啥私悠渲幸粚Σ罘中盘栞斎隫IN2P、VIN2N。
利用熱敏二極管的溫度傳感器的接口配置為:閉合與Isupply1電流源所接的開關(guān),斷開與REF(基準(zhǔn)電壓源,用于為芯片提供較為穩(wěn)定的供電電壓)模塊所接的開關(guān),閉合Rsw1接口處的開關(guān)。
在另一種具體的實施方式中,如圖6所示,圖6中的傳感器有天然氣傳感器、壓力傳感器、空氣質(zhì)量傳感器。在多種傳感器使用中的物理連接方式如圖。
利用天然氣傳感器的接口配置為:電源電壓為Vsupply1,輸出電壓值接電阻串接口Rsw2,將Rsw4所接開關(guān)閉合接地。
利用惠斯通電橋的壓力傳感器接口配置為:電源電壓為Vsupply1,將Rsw4所接開關(guān)閉合接地。惠斯通電橋的另外兩端接其中一對差分信號輸入VIN2P、VIN2N。
利用光電二極管對構(gòu)成的空氣檢測傳感器的接口配置為:閉合與Vsupply2電壓源所接的開關(guān),接收光電二極管的兩端分別接差分信號輸入VIN1P、VIN1N。
兩種應(yīng)用場景分別針對不同的應(yīng)用需求,同時也可以增加或減少傳感器的接入個數(shù)。
此外,信號預(yù)處理模塊電路對于不同的傳感器信號進(jìn)行分時采集,存入指定的存儲單元。同時針對不同精度、范圍、分辨率等特點的信號,預(yù)處理模塊可以向下兼容,協(xié)同CPU對信號數(shù)據(jù)進(jìn)行刪選處理,起到了傳感器協(xié)處理器的功能。由于采用了CPU內(nèi)核,用戶也可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行二次開發(fā),調(diào)試程序達(dá)到節(jié)省主控芯片功耗的效果,同時擴(kuò)展本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明的另一種實施方式電路結(jié)構(gòu)如圖7所示:在信號預(yù)處理模塊針對不同的信號,不采用分時復(fù)測的方式,而是不同的傳感器對應(yīng)不同的信號預(yù)處理模塊,并行處理,寫入指定的存儲單元中。該種方式的優(yōu)點是在時序控制上相對簡單一些,缺點是需要增加更多信號預(yù)處理的模塊,增加芯片面積。
采用了該發(fā)明中的多傳感器接口的處理芯片電路,可以應(yīng)用于多傳感器組合應(yīng)用的場景,適應(yīng)不同傳感器的組合與擴(kuò)展應(yīng)用,針對不同的傳感器信號,在信號處理時采用CPU內(nèi)核,配合對應(yīng)的信號處理算法,可以進(jìn)行二次開發(fā),將信號轉(zhuǎn)化成的中間數(shù)字值,直接轉(zhuǎn)化成最終值,節(jié)省了程序空間和開銷,達(dá)到降低主控芯片功耗、自主化管理的效果,具有廣泛的應(yīng)用范圍。
在此說明書中,本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是,很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此,說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。