[發明專利]傳感器接口芯片及傳感器信號檢測系統

在審

• 申請號: 201410351746.7
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104122820A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 李勇
• 申請（專利權）人: 深圳市吉芯微半導體有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明涉及信號采集與分析處理技術領域，尤其涉及傳感器接口芯片及傳感器信號檢測系統。

背景技術

目前，市場上存在許多使用傳感器進行檢測的檢測儀器，例如，環境檢測儀器、空氣檢測儀器以及人體生理信號檢測儀器，這些檢測儀器一般由信號測量傳感器和顯示分析主機兩部分組成，由于受到家用儀器低售價和低成本的限制，顯示分析主機部分一般采用單片機和液晶板實現，因此，儀器的顯示、分析以及記錄功能有限。為了增強儀器的顯示、分析以及記錄功能，家用儀器中開始采用手機或者計算機代替單片機作為信息處理核心器件，用于顯示采集的信號，但是，計算機或者手機并不能直接接收信號測量傳感器的模擬信號，一般的做法配備一個數據采集卡，將模擬量形式的信號轉換為數字信號，然后通過PCI總線或USB總線將該數字信號傳輸給計算機或手機。但是，采用配套的采集卡會增加了產品成本，而且從傳感器到采集卡再到手機或者計算機，會使整個方案的線路連接比較繁雜，同時使整個裝置占用的體積增大，是用戶不方便攜帶。

發明內容

本發明的目的在于提供一種傳感器接口芯片及傳感器信號檢測系統，旨在解決針對現有技術中由于增加采集卡導致的產品成本高以及線路連接復雜的問題。

本發明是這樣實現的，一種傳感器接口芯片，所述傳感器接口芯片包括傳感器接口單元、中央處理器以及音頻接口單元；

所述傳感器接口單元與傳感器連接，所述中央處理器與所述傳感器接口單元和所述音頻接口單元通過數據總線連接，所述音頻接口單元與設備終端連接；

所述音頻接口單元接收所述設備終端發送的音頻信號，將所述音頻信號進行解碼以交替輸出高電平信號和低電平信號，根據所述高電平信號和所述低電平信號的持續時間得到數字信號，將所述數字信號發送給所述中央處理器，其中，所述數字信號包括了所述中央處理器可執行和處理的指令和數據；

所述中央處理器根據所述數字信號通過所述傳感器接口單元控制所述傳感器開始工作，并將所述傳感器通過所述傳感器接口單元反饋回來的檢測信號發送給所述音頻接口單元；

所述音頻接口單元將所述檢測信號轉換成音頻信號，并發送給所述設備終端。

所述音頻接口單元包括音頻信號處理電路、預處理電路和解碼電路；

所述預處理電路用于對所述設備終端發送的音頻信號進行濾波和放大；

所述解碼電路用于對濾波和放大后的所述音頻信號進行解碼以交替輸出高電平信號和低電平信號；

所述音頻信號處理電路用于計算所述高電平信號和所述低電平信號的持續時間得到數字信號，根據所述時間間隔得到數字信號，并將所述數字控制信號發送給所述中央處理器。

所述音頻接口單元包括濾波衰減電路；

所述音頻信號處理電路還用于將所述檢測信號轉換成音頻信號；

所述濾波衰減電路用于將所述音頻信號進行濾波后發送給所述設備終端。

所述傳感器接口芯片還包括信號加解密單元，所述信號加解密單元用于對所述中央處理器發送給所述音頻接口單元的檢測信號進行加密，并對所述音頻接口單元發送給所述中央處理器的數字控制信號進行解密。

所述信號加解密單元包括隨機數發生器、加密器以及解密器，

所述隨機數發生器用于產生隨機數；

所述加密器用于根據所述隨機數發生器產生的隨機數，對所述中央處理器發送給所述音頻接口單元的檢測信號進行加密，

所述解密器用于根據所述隨機數發生器產生的隨機數，對所述音頻接口單元發送給所述中央處理器的數字控制信號進行解密。

所述傳感器接口芯片還包括低功耗控制單元，所述低功耗控制單元連接所述音頻信號處理電路和所述傳感器接口單元；

所述低功耗控制單元用于根據系統時鐘觸發所述音頻信號處理電路和所述傳感器接口單元開始工作或停止工作。

所述低功耗控制單元包括時鐘使能寄存器、時鐘門控單元、工作使能寄存器、工作模式選擇單元以及工作寄存器；

所述時鐘使能寄存器用于根據系統時鐘輸出時鐘使能信號；

所述時鐘門控單元用于根據所述時鐘使能信號產生時鐘門控信號并將所述時鐘門控信號輸出給所述工作寄存器；

所述工作使能寄存器，用于在所述根據系統時鐘輸出工作使能信號；

所述工作模式選擇單元，用于根據所述工作使能信號選擇所述工作寄存器的數據輸入信號并將所述數據輸入信號輸出給所述工作寄存器，

所述工作寄存器根據所述時鐘門控信號和所述數據輸入信號觸發所述音頻信號處理電路和所述傳感器接口單元開始工作或停止工作。