一种能对陀螺仪主处理器进行自动配置的温度采集电路制造技术

本实用新型专利技术公开了能对陀螺仪主处理器进行自动配置的温度采集电路，包括第一模拟开关、第二模拟开关、第一AD转换器、第二AD转换器、FPGA处理器和单片机；第一模拟开关的各个输入输出口与N个温度传感器的输出端对应相连接；所述第二模拟开关的各个输入输出口与M个温度传感器的输出端对应相连接；单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现电连接，所述FPGA处理器为陀螺仪中央处理器；所述FPGA的数据配置接口与单片机的输入输出口相连接。本实用新型专利技术具有能对多路传感器信号进行同时采集，硬件结构简单，功耗小，有利于实现设备的小型化和手持化，并且能对陀螺仪主处理器进行自动配置以进一步简化陀螺仪电路结构的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种温度采集电路，具体是一种能够对多路温度信号进行采集监测并且能对陀螺仪主处理器进行自动配置的电路模块，属于信号采集处理

技术介绍
传感器信号采集电路是将微弱的传感器输出信号(通常以模拟信号居多)进行调理放大后转变的数字信号送给计算机或者其他处理器进行处理，以便对相关物理量进行监视，并在一定情况下用来作为控制外界的某些物理量依据。在很多应用领域都需要对多路传感器信号进行同时采集与检测，例如在陀螺仪电路设计中存在以下问题：光纤陀螺仪的检测性能具有温度依赖性，外界环境温度的变动，会导致光纤陀螺零点位置的漂移和标度因子的不稳定，从而降低了光纤陀螺的检测精度，由于陀螺在运行时各方位温度不均匀，因此必须对多路温度传感器进行信号采集。这就需要使用多片模数转换芯片对每路温度模拟信号进行模数转换并且处理器需要采集多片模数转换芯片的输出数据，这不仅硬件结构复杂(多片AD芯片)，并且对处理器的端口资源浪费也比较大(处理器需要采集多片AD芯片的输出)。此外，现有技术中，传感器信号采集电路中使用的各个器件(特别是AD芯片)功耗较大，这使得系统很难实现采用电池供电，设备无法小型化和手持化。本领域技术人员还有必要考虑能否在实现温度监测功能的硬件基础上 进一步实现简化整个陀螺仪电路的电路结构的技术目的。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术的目的是怎样提供一种对多路温度传感器信号进行同时采集，硬件结构简单，功耗小，有利于实现设备的小型化和手持化，并且能对陀螺仪主处理器进行自动配置以进一步简化陀螺仪电路结构的温度采集电路。为了实现上述目的，本技术采用了以下的技术方案。一种能对陀螺仪主处理器进行自动配置的温度采集电路，其特征在于：包括第一模拟开关、第二模拟开关、第一AD转换器、第二AD转换器、FPGA处理器和单片机；所述模拟开关具有8个输入输出口、一个公共口和一个数控选择端；所述AD转换器为ADS7823芯片；所述第一模拟开关的各个输入输出口与N个温度传感器的输出端对应相连接，所述N的数量小于8；所述第二模拟开关的各个输入输出口与M个温度传感器的输出端对应相连接，所述M的数量小于8；第一模拟开关的公共口与第一弱信号放大模块的输入端相连接，第一弱信号放大模块的输出端与第一AD转换器的模拟信号输入端相连接；第一模拟开关的数控选择端与单片机的输出口相连接；第二模拟开关的公共口与第二弱信号放大模块的输入端相连接，第二弱信号放大模块的输出端与第二AD转换器的模拟信号输入端相连接；第二模拟开关的数控选择端与单片机的输出口相连接；第一AD转换器通过I2C总线与单片机相连接；第二AD转换器通过I2C总线与单片机相连接；单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现电连接，所述FPGA处理器为陀螺仪中央处理器；所述FPGA具有数据配置接口，所述FPGA的数据配置接口包括：配置 复位脚nCONFI、第一配置状态脚nSTATU、第二配置状态脚CONF DON、配置数据传输脚DATA和配置时钟脚CLK；进一步的，所述模拟开关采用CD4051芯片。相比现有技术，本技术具有如下优点：(一)本技术中将被采集的传感器信号首先经模拟开关进行轮流选通，选通信号由处理器单片机发送，实现了将多路温度模拟信号转换为一路模拟信号的目的，进一步的将这一路温度模拟信号转换为数字信号便可以进行数字信号数据处理了，相比为每路温度模拟信号设置对应的模数转换模块的技术方案，具有能降低电路设计复杂度，节约硬件成本的优点；(二)本技术选用ADS7823芯片实现AD转换器ADS7823芯片，在125KHz吞吐速率和2.7V电压下的功耗为750uW，而在关闭模式下的功耗仅为0.5uW，也即是ADS7843具有低功耗和高速率特性，因此这使得本技术整体功耗得到大幅度降低，设备容易实现小型化和手持化。并且本技术适用于采集对象需要与单片机隔离的信号的应用领域，更有利于采集那些需要隔离，离单片机比较远的模拟信号。(三)本技术采用单片机(用于实现温度采集控制的处理器)取代专用配置器件实现对FPGA的数据配置，因此具有能够简化陀螺仪系统硬件设计并且降低成本的优点。总之，本技术中单片机作为陀螺仪主处理器配置器件的使用既替代了昂贵的FPGA配置器件，又能够进一步简化陀螺仪电路结构。附图说明图1为本技术的电路结构图；具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。如图1所示，一种能对陀螺仪主处理器进行自动配置的温度采集电路，包括模拟开关、AD转换器和单片机。模拟开关采用CD4051芯片。CD4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有A、B和C三个二进制数控选通端，CD4051具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰峰值至20V的模拟信号三位二进制信号可以选通8通道中的一个通道，连接该输入端至公共端。单片机选用普通单片机即可。AD转换器为ADS7823芯片。ADS7823芯片是一款具有同步串行接口的12位取样模数转换器。在125KHz吞吐速率和2.7V电压下的功耗为750uW，而在关闭模式下的功耗仅为0.5uW。因此ADS7843以其低功耗和高速率等特性，被广泛应用在采用电池供电的小型手持设备上。ADS7843采用SSOP-16引脚封装形式。温度范围是-40℃～+80℃。ADS7843具有两个辅助输入(1N3、1N4)，可设置为8位或12位模式。该芯片的工作电压在2.7～5.25V之间。基准电压vref介于1V～+Vcc，该电路的基准电压确定了转换器的输入范围，输出数据中每个数字位代表的模拟电压等于基准电压除以4096，平均基准输入电流由ADS7843的转换率来确定。此外，该芯片由I2C总线控制，最多可挂接4个。具体电路连接关系是：第一模拟开关的各个输入输出口与N个温度传感器的输出端对应相连接，所述N的数量小于8；第二模拟开关的各个输入输出口与M个温度传感器的输出端对应相连接，所述M的数量小于8；也即是两个模拟开关的各个输入输出口均与各个温度传感器的输出端相连接。第一模拟开关的公共口与第一弱信号放大模块的输入端相连接，第一弱信号放大模块的输出端与第一AD转换器的模拟信号输入端相连接；第一模 拟开关的数控选择端与单片机的输出口相连接；第二模拟开关的公共口与第二弱信号放大模块的输入端相连接，第二弱信号放大模块的输出端与第二AD转换器的模拟信号输入端相连接；第二模拟开关的数控选择端与单片机的输出口相连接；第一AD转换器通过I2C总线与单片机相连接；第二AD转换器通过I2C总线与单片机相连接；单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现电连接，FPGA处理器为陀螺仪中央处理器；FPGA具有数据配置接口，FPGA的数据配置接口包括：配置复位脚nCONFI、第一配置状态脚nSTATU、第二配置状态脚CONF_DON、配置数据传输脚DATA和配置时钟脚CLK；FPGA的数据配置接口与单片机的输入输出口相连接。(也即是每个配置管脚均与单片机以为输入输出口相连接)。其中，弱信号放大模块根据需要可以选用各类型运放实现，现有技术中也存在将模拟信号经过DA转换器件的内部电阻网络实现放大作用，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能对陀螺仪主处理器进行自动配置的温度采集电路，其特征在于：包括第一模拟开关、第二模拟开关、第一AD转换器、第二AD转换器、FPGA处理器和单片机；所述模拟开关具有8个输入输出口、一个公共口和一个数控选择端；所述AD转换器为ADS7823芯片；所述第一模拟开关的各个输入输出口与N个温度传感器的输出端对应相连接，所述N的数量小于8；所述第二模拟开关的各个输入输出口与M个温度传感器的输出端对应相连接，所述M的数量小于8；第一模拟开关的公共口与第一弱信号放大模块的输入端相连接，第一弱信号放大模块的输出端与第一AD转换器的模拟信号输入端相连接；第一模拟开关的数控选择端与单片机的输出口相连接；第二模拟开关的公共口与第二弱信号放大模块的输入端相连接，第二弱信号放大模块的输出端与第二AD转换器的模拟信号输入端相连接；第二模拟开关的数控选择端与单片机的输出口相连接；第一AD转换器通过12C总线与单片机相连接；第二AD转换器通过12C总线与单片机相连接；单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现电连接，所述FPGA处理器为陀螺仪中央处理器；所述FPGA具有数据配置接口，所述FPGA的数据配置接口包括：配置复位脚nCONFI、第一配置状态脚nSTATU、第二配置状态脚CONF_DON、配置数据传输脚DATA和配置时钟脚CLK；所述FPGA的数据配置接口与单片机的输入输出口相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种能对陀螺仪主处理器进行自动配置的温度采集电路，其特征在于：包括第一模拟开关、第二模拟开关、第一AD转换器、第二AD转换器、FPGA处理器和单片机；所述模拟开关具有8个输入输出口、一个公共口和一个数控选择端；所述AD转换器为ADS7823芯片；所述第一模拟开关的各个输入输出口与N个温度传感器的输出端对应相连接，所述N的数量小于8；所述第二模拟开关的各个输入输出口与M个温度传感器的输出端对应相连接，所述M的数量小于8；第一模拟开关的公共口与第一弱信号放大模块的输入端相连接，第一弱信号放大模块的输出端与第一AD转换器的模拟信号输入端相连接；第一模拟开关的数控选择端与单片机的输出口相连接；第二模拟开关的公共口与第二弱信号放大模块的输入端相连接，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宁宁，王远祥，徐永忠，
申请(专利权)人：乐山职业技术学院，
类型：新型
国别省市：四川;51