[實(shí)用新型]一種適用于多種接口類型傳感器的數(shù)模混合接口電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520690271.4
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN205301889U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王新華;王建芬;王鈺俍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電子測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于多種接口類型傳感器的數(shù) 模混合接口電路。

背景技術(shù)

隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，在電子測量技術(shù)領(lǐng)域除了使用傳統(tǒng)的模擬傳感器，也已經(jīng) 大量使用數(shù)字傳感器，這種數(shù)字傳感器的常用接口有單總線方式、IIC接口方式、SPI接口方 式以及開關(guān)型接口等。在應(yīng)用中，有時(shí)測量設(shè)備需要連接多種類型的傳感器來測量不同類型 的參數(shù)或者滿足不同的測量范圍，常見的方式是在測量設(shè)備上設(shè)計(jì)多個(gè)接口以匹配不同類型 的傳感器，特別是一個(gè)設(shè)備兼用模擬傳感器和數(shù)字傳感器時(shí)，接口一般都需要分開。這種方 式會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的外部接口數(shù)量較多，設(shè)備的體積和成本都變大。如果不論使用上述什么類型 的傳感器都能夠使用統(tǒng)一的一個(gè)接口，那么對于設(shè)備的小型化和使用的便利性都大有益處， 同時(shí)能夠降低設(shè)備的成本，本實(shí)用新型即為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)而提出。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種適用于多種接口類型傳感器的數(shù)模混合接口電路，使采用多 種類型輸入輸出信號定義的傳感器能連接到統(tǒng)一的接口，具有一定的通用性和靈活性，適用 于不同的測量應(yīng)用。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種適用于多種接口類型傳感器的數(shù)模混合接口電路包 括一個(gè)用于連接不同傳感器的4線接線端子，其中一根線作為電源線，一根作為地線，另外 兩根是傳感器的信號輸入/輸出線。所述接線端子實(shí)際也可以是一個(gè)插座，外部連接的傳感器 可以是以下幾種接口類型的數(shù)字傳感器：SPI總線接口、IIC總線接口、開關(guān)量接口或單總線 接口。對于SPI總線接口，這里只讀取傳感器的數(shù)據(jù)，所以只使用SPI的時(shí)鐘信號SCLK和主 輸入從輸出信號MISO；對于開關(guān)量接口可輸入兩路開關(guān)量信號，也可用于單總線數(shù)字傳感器； 所述接線端子也可連接兩路單端輸入的模擬傳感器或一路差分輸入模擬傳感器。

接線端子信號線輸入/輸出1連接到雙4選1模擬復(fù)用器CD4052的X引腳，輸入/ 輸出2連接到Y(jié)引腳，這里CD4052作為雙1選4來使用；MCU控制器STM32F103的引腳IO3 和IO4連接到CD4052的A和B引腳控制選擇X和Y的4個(gè)連接通道：①當(dāng)外部連接模擬傳感 器時(shí)，“BA”取值“00”，X被連通到OX，Y被連通到OY，分別輸出模擬信號AI1和AI2到后 續(xù)的兩個(gè)儀表放大器AD623做放大，之后送到MCU自帶的AD轉(zhuǎn)換電路輸入口ADC1和ADC2， 實(shí)現(xiàn)兩路模擬傳感器或一路差分模擬輸入傳感器的AD轉(zhuǎn)換；②當(dāng)外部連接SPI總線傳感器時(shí)， “BA”取值“01”，X被連通到1X，Y被連通到1Y，分別對應(yīng)SPI時(shí)鐘信號SCLK和主輸入從 輸出信號MISO，信號送到MCU控制器的SPI總線接口，實(shí)現(xiàn)對傳感器數(shù)據(jù)的讀取；③當(dāng)外部 連接IIC總線傳感器時(shí)，“BA”取值“10”，X被連通到2X，Y被連通到2Y，分別對應(yīng)IIC總 線時(shí)鐘信號SCL和數(shù)據(jù)信號SDA，信號送到MCU控制器的IIC總線接口，實(shí)現(xiàn)對傳感器的讀 寫；④當(dāng)外部連接開關(guān)量傳感器或單總線傳感器時(shí)，“BA”取值“11”，X被連通到3X，Y被 連通到3Y，分別對應(yīng)開關(guān)信號DI01和DI02，信號送到MCU控制器的I/O接口，實(shí)現(xiàn)對兩路 傳感器的讀寫。

作為優(yōu)選，上述模擬復(fù)用器的開關(guān)量信號DI01和DI02可連接到MCU控制器的串行 JTAG引腳SWCLK(即JTCK腳)和SWDIO(即JTMS腳)，同時(shí)模擬復(fù)用器的引腳“BA”需要默認(rèn) 置成“11”以保證初始上電時(shí)通道的連通，此時(shí)所述的接線端子可以連接以串行方式工作的 ARMJTAG仿真器，所述MCU控制器STM32F103不再需要額外的JTAG調(diào)試及編程接口。調(diào)試 及編程完成后，MCU的初始化代碼中可再定義JTAG口為通用I/O口，外部開關(guān)量傳感器或單 總線傳感器可再正常接入。

作為優(yōu)選，當(dāng)外部連接一路差分輸入模擬傳感器時(shí)，所述接口電路只需要一路儀表 放大器AD623，模擬復(fù)用器的輸出信號AI1和AI2分別連接到所述儀表放大器的同相和反相 輸入端，實(shí)現(xiàn)一路差分放大。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是為多種接口類型的傳感器提供了一種統(tǒng)一的接口電路，可使測量 儀器在更換使用不同傳感器時(shí)只用一個(gè)接線端子或插座，儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)能更加緊湊，體積更 小，降低了設(shè)備成本，通用性強(qiáng)，使用靈活，適用于多種應(yīng)用場合。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型構(gòu)成原理框圖

圖2是數(shù)字模擬混合接口電路原理圖

圖3是MCU控制電路原理圖