传感器检测系统技术方案

本发明专利技术公开一种传感器检测系统，包括：多个传感器和微控制单元。微控制单元包括外围硬件电路和中央处理器。外围硬件电路包括SPI接口和GPIO接口，传感器包括具有SPI接口的检测电路。多个传感器的片选信号引脚都连接至微控制单元的片选信号引脚。多个传感器的时钟信号引脚都连接至微控制单元的时钟信号引脚。多个传感器的主出从入信号引脚都连接至微控制单元的主出从入信号引脚。多个传感器的主入从出信号引脚分别连接至微控制单元的多个通用输入引脚。本发明专利技术能够以并行方式同时采集多个传感器检测到的数字信号，提高了传感器检测系统的检测速率。的检测速率。的检测速率。

【技术实现步骤摘要】
传感器检测系统


[0001]本专利技术涉及一种传感器检测系统。

技术介绍

[0002]在现有技术中，磁阻位移检测系统通常包括线性磁阻阵列、磁铁和微控制单元(MCU)。在现有技术中，对线性磁阻阵列的扫描和数据采集均是由运行在中央处理器(CPU)中的软件实现的。因此，在现有技术中，对线性磁阻阵列的扫描和数据采集以及根据采集的数据计算磁铁的位置等任务均由微控制单元的中央处理器(CPU)以串行的方式执行，这导致磁阻位移检测系统的检测速率非常低，通常只能达到3
‑
10HZ，不能满足高速检测的应用要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供一种传感器检测系统，包括：多个传感器和微控制单元。微控制单元包括：外围硬件电路，用于采集所述多个传感器检测到的数字信号；和中央处理器，用于根据采集到的数字信号计算出需要检测的物理量。所述外围硬件电路包括SPI接口和GPIO接口，所述传感器包括具有SPI接口的检测电路。所述多个传感器的SPI接口的片选信号引脚都连接至所述微控制单元的SPI接口的片选信号引脚。所述多个传感器的SPI接口的时钟信号引脚都连接至所述微控制单元的SPI接口的时钟信号引脚。所述多个传感器的SPI接口的主出从入信号引脚都连接至所述微控制单元的SPI接口的主出从入信号引脚。所述多个传感器的SPI接口的主入从出信号引脚分别连接至所述微控制单元的GPIO接口的多个通用输入引脚。
[0005]根据本专利技术的一个实例性的实施例，所述多个传感器的片选信号引脚通过共用的片选信号线连接至所述微控制单元的片选信号引脚；所述多个传感器的时钟信号引脚通过共用的时钟信号线连接至所述微控制单元的时钟信号引脚；所述多个传感器的主出从入信号引脚通过共用的主出从入信号线连接至所述微控制单元的主出从入信号引脚；并且所述多个传感器的主入从出信号引脚通过多根主入从出信号线分别连接至所述微控制单元的多个通用输入引脚。
[0006]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述微控制单元的供电电压等于所述传感器的供电电压；所述多个传感器的片选信号引脚通过共用的片选信号线直接连接至所述微控制单元的片选信号引脚；所述多个传感器的时钟信号引脚通过共用的时钟信号线直接连接至所述微控制单元的时钟信号引脚；所述多个传感器的主出从入信号引脚通过共用的主出从入信号线直接连接至所述微控制单元的主出从入信号引脚；并且所述传感器的主入从出信号引脚通过主入从出信号线直接连接至所述微控制单元的通用输入引脚。
[0007]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述微控制单元的供电电压不等于所述传感器的供电电压；在所述微控制单元的引脚和所述传感器的引脚之间的信号线上连接有三
极管、电阻和/或电容，以使两者的引脚在高电平时彼此电隔离开。
[0008]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，在所述传感器的时钟信号引脚和所述微控制单元的时钟信号引脚之间的信号线上连接有三极管T1、电阻R1和电阻R1
’
；所述微控制单元的时钟信号引脚连接至所述三极管T1的发射极，所述传感器的时钟信号引脚连接至所述三极管T1的集电极；所述电阻R1的一端连接至所述微控制单元的供电引脚，另一端连接至所述三极管T1的基极；所述电阻R1
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的一端连接至所述传感器的供电引脚，另一端连接至所述三极管T1的集电极和所述传感器的时钟信号引脚。
[0009]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，在所述传感器的主出从入信号引脚和所述微控制单元的主出从入信号引脚之间的信号线上连接有三极管T2、电阻R2和电阻R2
’
；所述微控制单元的主出从入信号引脚连接至所述三极管T2的发射极，所述传感器的主出从入信号引脚连接至所述三极管T2的集电极；所述电阻R2的一端连接至所述微控制单元的供电引脚，另一端连接至所述三极管T2的基极；所述电阻R2
’
的一端连接至所述传感器的供电引脚，另一端连接至所述三极管T2的集电极和所述传感器的主出从入信号引脚。
[0010]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，在所述传感器的片选信号引脚和所述微控制单元的片选信号引脚之间的信号线上连接有三极管T3、电阻R3和电阻R3
’
；所述微控制单元的片选信号引脚连接至所述三极管T3的发射极，所述传感器的片选信号引脚连接至所述三极管T3的集电极；所述电阻R3的一端连接至所述微控制单元的供电引脚，另一端连接至所述三极管T3的基极；所述电阻R3
’
的一端连接至所述传感器的供电引脚，另一端连接至所述三极管T3的集电极和所述传感器的片选信号引脚。
[0011]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，在所述传感器的主入从出信号引脚和所述微控制单元的通用输入引脚之间的信号线上连接有三极管T4、电阻R4和电阻R4
’
；所述微控制单元的通用输入引脚连接至所述三极管T4的集电极，所述传感器的主入从出信号引脚连接至所述三极管T4的发射极；所述电阻R4的一端连接至所述微控制单元的供电引脚，另一端连接至所述三极管T4的集电极和所述微控制单元的通用输入引脚；所述电阻R4
’
的一端连接至所述传感器(20)的供电引脚(VCC2)，另一端连接至所述三极管T4的基极。
[0012]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，在所述多个传感器的主入从出信号引脚和所述微控制单元的多个通用输入引脚之间连接有信号处理芯片，用于提高被传输的数字信号的稳定性和/或抗干扰性。
[0013]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述信号处理芯片包括用于提高被传输的数字信号的稳定性的D触发器芯片。
[0014]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述信号处理芯片包括用于放大被传输的数字信号的放大器芯片。
[0015]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述信号处理芯片包括用于提高被传输的数字信号的抗干扰性的驱动缓冲芯片。
[0016]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述微控制单元的时钟信号引脚产生时序脉冲控制信号，以控制所述微控制单元通过主出从入信号引脚向被选中的所述多个传感器发送检测指令和控制被选中的所述多个传感器通过主入从出信号引脚向所述微控制单元发送检测到的数字信号。
[0017]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述外围硬件电路还包括随机存储器，所
述微控制单元的GPIO接口采集到的数字信号被存储到所述随机存储器中；所述中央处理器从所述随机存储器读取已采集到的数字信号并根据采集到的数字信号计算需要检测的物理量。
[0018]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述传感器为磁感应传感器、温度传感器、湿度传感器、速度传感器或距离传感器。
[0019]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述传感器检测系统为磁感应位移检测系统，所述传感器为磁感应传感器，所述多个磁感应传感器排列成磁感应阵列；所述磁感应位移检测系统还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感器检测系统，包括：多个传感器(20)；和微控制单元(10)，包括：外围硬件电路(11、12)，用于采集所述多个传感器(20)检测到的数字信号；和中央处理器(13)，用于根据采集到的数字信号计算出需要检测的物理量，其特征在于：所述外围硬件电路(11、12)包括SPI接口(11)和GPIO接口(12)，所述传感器(20)包括具有SPI接口的检测电路，所述多个传感器(20)的SPI接口的片选信号引脚(CS)都连接至所述微控制单元(10)的SPI接口(11)的片选信号引脚(CS)，所述多个传感器(20)的SPI接口的时钟信号引脚(SCK)都连接至所述微控制单元(10)的SPI接口(11)的时钟信号引脚(SCK)，所述多个传感器(20)的SPI接口的主出从入信号引脚(MOSI)都连接至所述微控制单元(10)的SPI接口(11)的主出从入信号引脚(MOSI)，所述多个传感器(20)的SPI接口的主入从出信号引脚(MISO)分别连接至所述微控制单元(10)的GPIO接口(12)的多个通用输入引脚(GPIO)。2.根据权利要求1所述的传感器检测系统，其特征在于：所述多个传感器(20)的片选信号引脚(CS)通过共用的片选信号线连接至所述微控制单元(10)的片选信号引脚(CS)；所述多个传感器(20)的时钟信号引脚(SCK)通过共用的时钟信号线连接至所述微控制单元(10)的时钟信号引脚(SCK)；所述多个传感器(20)的主出从入信号引脚(MOSI)通过共用的主出从入信号线连接至所述微控制单元(10)的主出从入信号引脚(MOSI)；并且所述多个传感器(20)的主入从出信号引脚(MISO)通过多根主入从出信号线分别连接至所述微控制单元(10)的多个通用输入引脚(GPIO)。3.根据权利要求2所述的传感器检测系统，其特征在于：所述微控制单元(10)的供电电压等于所述传感器(20)的供电电压；所述多个传感器(20)的片选信号引脚(CS)通过共用的片选信号线直接连接至所述微控制单元(10)的片选信号引脚(CS)；所述多个传感器(20)的时钟信号引脚(SCK)通过共用的时钟信号线直接连接至所述微控制单元(10)的时钟信号引脚(SCK)；所述多个传感器(20)的主出从入信号引脚(MOSI)通过共用的主出从入信号线直接连接至所述微控制单元(10)的主出从入信号引脚(MOSI)；并且所述传感器(20)的主入从出信号引脚(MISO)通过主入从出信号线直接连接至所述微控制单元(10)的通用输入引脚(GPIO)。4.根据权利要求2所述的传感器检测系统，其特征在于：所述微控制单元(10)的供电电压不等于所述传感器(20)的供电电压；在所述微控制单元(10)的引脚和所述传感器(20)的引脚之间的信号线上连接有三极管、电阻和/或电容，以使两者的引脚(CS、SCK、MOSI、MISO、GPIO)在高电平时彼此电隔离开。
5.根据权利要求4所述的传感器检测系统，其特征在于：在所述传感器(20)的时钟信号引脚(SCK)和所述微控制单元(10)的时钟信号引脚(SCK)之间的信号线上连接有三极管T1、电阻R1和电阻R1
’
；所述微控制单元(10)的时钟信号引脚(SCK)连接至所述三极管T1的发射极，所述传感器(20)的时钟信号引脚(SCK)连接至所述三极管T1的集电极；所述电阻R1的一端连接至所述微控制单元(10)的供电引脚(VCC1)，另一端连接至所述三极管T1的基极；所述电阻R1
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的一端连接至所述传感器(20)的供电引脚(VCC2)，另一端连接至所述三极管T1的集电极和所述传感器(20)的时钟信号引脚(SCK)。6.根据权利要求4所述的传感器检测系统，其特征在于：在所述传感器(20)的主出从入信号引脚(MOSI)和所述微控制单元(10)的主出从入信号引脚(MOSI)之间的信号线上连接有三极管T2、电阻R2和电阻R2
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；所述微控制单元(10)的主出从入信号引脚(MOSI)连接至所述三极管T2的发射极，所述传感器(20)的主出从入信号引脚(MOSI)连接至所述三极管T2的集电极；所述电阻R2的一端连接至所述微控制单元(10)的供电引脚(VCC1)，另一端连接至所述三极管T2的基极；所述电阻R2
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的一端连接至所述传感器(20)的供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾有军，奥利弗，
申请(专利权)人：泰连传感器德国有限公司，
类型：发明
国别省市：