一种分时测量控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种分时测量控制电路，包括：控制器、74HC595，1G125，1N4148及外围电路、第一SPI总线和第二SPI总线，所述第一SPI总线连接在数据采集接口与各从器件的数据输出端口之间，所述第二SPI总线连接在74HC595，1G125，1N4148及外围电路与各从器件的使能引脚之间，每隔8个数据采集点对所述第一SPI总线进行信号增强，其中，一个从器件对应一个数据采集点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电路领域，具体而言，涉及一种分时测量控制电路。
技术介绍
在数据采集的应用场景中，与主器件相连的用于采集数据的从器件往往较多，并且线路较长，这样，如何提高从器件的数据输出端口的输出能力以及大量从器件的选择与控制成为现有技术中亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术提供一种分时测量控制电路，用以克服现有技术中存在的至少一个问题。为达到上述目的，本技术提供了一种分时测量控制电路，包括：控制器、74HC595，1G125，1N4148及外围电路、第一SPI总线和第二SPI总线，所述第一SPI总线连接在数据采集接口与各从器件的数据输出端口之间，所述第二SPI总线连接在74HC595，1G125，1N4148及外围电路与各从器件的使能引脚之间，每隔8个数据采集点对所述第一SPI总线进行信号增强，其中，一个从器件对应一个数据采集点。进一步地，所述控制器采用意法半导体公司的STM32F103。进一步地，所述从器件为温度传感器。进一步地，所述温度传感器采用ADT7310。本技术中当大量SPI总线接口的器件同时挂接到同一个SPI总线时，根据SPI总线特性，主器件只能逐一对SPI总线接口的从器件进行数据的读 取。分时测量控制电路的作用是，在某一时刻只有一个从器件被使能与主器件进行通讯，提高了从器件的数据输出端口的输出能力，实现了对大量从器件的选择与控制。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1a为本技术一个实施例的分时测量控制电路示意图；图1b为用于提高图1a中ADT7310数据输出端口的输出能力的电路示意图；图2a、图2b图为本技术一个实施例的冻土深度传感器的正视图和侧视图；图3为本技术一个实施例的冻土深度传感器的结构图；图4为本技术一个实施例的控制器结构示意图；图5为本技术一个实施例的温度采集器结构示意图；图6为本技术一个实施例的保护管剖面图；图7为本技术一个实施例的温度采集板示意图；图8a、图8b为本技术一个实施例的总线驱动能力增强电路示意图；图8c、图8d为本技术一个实施例的温度采集接口电路示意图；图8e为本技术一个实施例的温度传感器分时测量控制电路示意图；图8f为用于提高图8e中ADT7310数据输出端口的输出能力的电路示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1a为本技术一个实施例的分时测量控制电路示意图；图1b为本技术一个实施例的用于提高ADT7310数据输出端口的输出能力的电路示意图；图1a中，所有器件构成一个SPI总线级联模组。U1～U8代表具有SPI总线接口的器件，并作为从器件使用。U27(74HC595)将由主器件发来的串行片选数据转换成并行输出，分别对应相应的从器件的使能引脚，从而完成对所有从器件同一时刻的唯一性选择。U9(1G125)用于提高从器件的数据输出端口的输出能力。由于该产品电路结构为级联模式，所以线路较长，因此采用U9(1G125)每隔8个从器件对输出数据信号进行增强。为了防止后级的从器件模组的数据信号对本级数据信号的影响，采用1G125和9个1N4148(D2～D10)完成。D2～D9每个对应本级的一个具有SPI总线接口的从器件的使能信号，如果一个模组的其中的一个信号被使能，则该模组的1G125被使能，该使能信号通过D10向其前面的模组传输，使其前面直至主器件引脚的1G125全部开通使能，该模组后面的模组的1G125全部为禁用高阻状态，防止数据总线被影响。若大量SPI总线接口的器件同时挂接到同一个SPI总线，根据SPI总线特性，主器件只能逐一对SPI总线接口的从器件进行数据的读取。分时测量控制电路的作用是，在某一时刻只有一个从器件被使能与主器件进行通讯。分时测量控制电路的用途是为大量SPI总线接口的器件级联时使用。SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。SPI总线是一种高速的，全双工，同步的通信总线，可以实现是一个主设备(CPU)连接多个从设备的目的。数字型温度传感器组态灵活、运行稳定、抗干扰能力强，数据采集准确度高，满足高标准数据监测要求。这种设计的亮点在于有效解决了大量SPI总线接口的器件个数的分时测量控制。冻土实例中，使用具有SPI总线接口的温度传感器为200个。电路原理为结合74HC595，1G125，1N4148及外围电路完成位于SPI总线上从器件的使能信号控制，从而达到200个温度传感器位于一条SPI总线上，在某一时刻只有一个被使能与主器件进行通讯并完成数据传输的目的。上述分时测量控制电路的优点有以下三点：第一、从器件的个数可以扩充，在供电电源线足够粗(保证线电阻很小)的情况下，可以无限级扩充；第二、仅用7条信号线完成大量从器件数据的采集；第三、采用该设计方法，每个点的ID号自然形成，无需刻意设置，每个从器件所在的SPI的位置的74HC595发出的使能信号就是该从器件的ID，该ID由电路自然形成无需配置，因此大大化简了使用繁琐度。以下为将本技术的分时测量控制电路应用于冻土深度传感器的实施例。图2a、图2b图为本技术一个实施例的冻土深度传感器的正视图和侧视图；图3为本技术一个实施例的冻土深度传感器的结构图；如图所示， A为土壤，B为地表面，冻土深度传感器是用于冻土层深度的自动测量仪器，包括：控制器2、温度采集器6、保护管3、防水密封盒1、灌封材料5和控制电缆4，其中控制器2安装在防水密封盒1内；防水密封盒1固定设置在保护管3一端；保护管3的另一端埋入土壤中；温度采集器6通过灌封材料整体灌封在保护管3一侧的凹槽中，温度采集器6与保护管3一起被埋入被测土壤中；控制电缆4连接在控制器2与温度采集器6之间。图3中，外部设备201与控制器2相连，控制器2包括RS-485接口202、处理器203(可优选高性能低功耗处理器)、电源模块204、第一温度采集接口205，温度采集器6包括第二温度采集接口206及与第二温度采集接口206相连的第1个温度采集电路板207、第2个温度采集电路板208、……、第n个温度采集电路板209和第n+1个温度采集电路板210，n为自然数。由于安装地点的条件限制(野外、高寒)，所有元器件的均采用工业级温度标准(-40℃～85℃)，盒体及保护管防水等级IP65以上，据有巨大的测量深度(本实施例以2米测量深度为例)。以下对冻土深度传感器的各部件进行详细介绍。(1)控制器控制器为温度采集器提供电源，并对温度采集器采集的温度数据的进行读取和处理，以及与外部设备的数据通讯。控制器安装在防水等级IP65的密封盒中。CPU选用意法半导体公司的ST本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分时测量控制电路，其特征在于，包括：控制器、74HC595，1G125，1N4148及外围电路、第一SPI总线和第二SPI总线，所述第一SPI总线连接在数据采集接口与各从器件的数据输出端口之间，所述第二SPI总线连接在74HC595，1G125，1N4148及外围电路与各从器件的使能引脚之间，每隔8个数据采集点对所述第一SPI总线进行信号增强，其中，一个从器件对应一个数据采集点。

【技术特征摘要】
1.一种分时测量控制电路，其特征在于，包括：控制器、74HC595，1G125，1N4148及外围电路、第一SPI总线和第二SPI总线，所述第一SPI总线连接在数据采集接口与各从器件的数据输出端口之间，所述第二SPI总线连接在74HC595，1G125，1N4148及外围电路与各从器件的使能引脚之间，每隔8个数据采集点对所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永吉，唐润庚，
申请(专利权)人：哈尔滨今星微电子科技有限公司，唐润庚，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23