单根信号线数字式温度传感测试装置及测试方法
【专利摘要】单根信号线数字式温度传感测试装置及测试方法。传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，采用热敏电阻，但热敏电阻可靠性差，测量温度准确率低，对于小于 1 ℃的温度信号是不适用的，还得经过专门的接口电路转换成数字信号才能由微处理器进行处理。一种单根信号线数字式温度传感测试装置，其组成包括：单总线接口（ 1 ）、高速缓冲接口（ 7 ），所述的单总线接口包括 64 位光刻 ROM ，所述的单总线接口分别与存储器与控制逻辑（ 2 ）、 I/O 端口（ 3 ）连接、电源检测（ 5 ）连接，所述的电源检测与 VDD （ 6 ）连接，所述的单线接口与内部 VDD 、 GND （ 4 ）连接。本发明应用于温度测试。
【专利说明】单根信号线数字式温度传感测试装置及测试方法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及一种单根信号线数字式温度传感测试装置及测试方法。
[0002]【背景技术】:
传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，采用热敏电阻，可满足40°C至90°C测量范围，但热敏电阻可靠性差，测量温度准确率低，对于小于1°C的温度信号是不适用的，还得经过专门的接口电路转换成数字信号才能由微处理器进行处理。目前常用的微机与外设之间进行的数据通信的串行总线主要有I2C总线，SPI总线等。其中I2C总线以同步串行2线方式进行通信。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种单根信号线数字式温度传感测试装置及测试方法。
[0004]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种单根信号线数字式温度传感测试装置，其组成包括:单总线接口、高速缓冲接口，所述的单总线接口包括64位光刻R0M，所述的单总线接口分别与存储器与控制逻辑、I/O端口连接、电源检测连接，所述的电源检测与VDD连接，所述的单线接口与内部VDD、GNB连接。
[0005]所述的单根信号线数字式温度传感测试装置，所述的高速缓冲接口分别与温度传感器、高温触发器、低温触发器、配置寄存器、8位CRC发生器连接。
[0006]所述的单根信号线数字式温度传感测试装置，所述的VDD外接供电电源输入端，所述的GNB为电源地线。
[0007]所述的单根信号线数字式温度传感测试装置及测试方法，该方法包括如下步骤:低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，为计数器提供一频率稳定的计数脉冲。高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，很敏感的振荡器，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，为计数器2提供一个频率随温度变化的计数脉冲，DS18B20对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将_55°C所对应的基数分别置入减法计数器I和温度寄存器中，减法计数器I和温度寄存器被预置在_55°C所对应的一个基数值。减法计数器I对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器I的预置值减到O时温度寄存器的值将加1，减法计数器I的预置将重新被装入，减法计数器I重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到O时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。
[0008]本发明的有益效果:
1.本发明与传统的热敏电阻有所不同的是，使用集成芯片，采用单总线技术，其能够有效的减小外界的干扰，提高测量的精度。同时，它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理，接口简单，使数据传输和处理简单化。部分功能电路的集成，使总体硬件设计更简洁，能有效地降低成本，搭建电路和焊接电路时更快，调试也更方便简单化，这也就缩短了开发的周期。
[0009]本发明采用单根信号线，既可传输数据，而且数据传输是双向的，CPU只需一根端口线就能与诸多单总线器件通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。因而，这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，软件设计简单，便于总线扩展和维护
3.本发明采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器的双向通讯，单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
[0010]本发明测量温度范围宽，测量精度高。DS18B20的测量范围为-55°C?+125°C ;在-1(T+85°C范围内，精度为±0.5°C，在使用中不需要任何外围元器件即可实现测温。
[0011]本发明实现多点测温，供电方式灵活，可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源，因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。
[0012]【专利附图】
【附图说明】:
附图1是本发明的内部结构示意图。
[0013]附图2是附图1的内部测温电路示意图。
[0014]【具体实施方式】:
实施例1:
一种单根信号线数字式温度传感测试装置，其组成包括:单总线接口 1、高速缓冲接口7，所述的单总线接口包括64位光刻R0M，所述的单总线接口分别与存储器与控制逻辑2、I/O端口 3连接、电源检测5连接，所述的电源检测与VDD6连接，所述的单线接口与内部VDD、GND4连接。
[0015]实施例2:
根据实施例1所述的单根信号线数字式温度传感测试装置，所述的高速缓冲接口分别与温度传感器9、高温触发器10、低温触发器11、配置寄存器12、8位CRC8发生器连接。
[0016]实施例3:
根据实施例1或2所述的单根信号线数字式温度传感测试装置，所述的VDD外接供电电源输入端，所述的GNB为电源地线。
[0017]实施例4:
一种利用实施例1一3所述的单根信号线数字式温度传感测试装置进行测试的方法，该方法包括如下步骤:低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，为计数器提供一频率稳定的计数脉冲。高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，很敏感的振荡器，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，为计数器2提供一个频率随温度变化的计数脉冲，DS18B20对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将_55°C所对应的基数分别置入减法计数器I和温度寄存器中，减法计数器I和温度寄存器被预置在_55°C所对应的一个基数值。减法计数器I对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器I的预置值减到O时温度寄存器的值将加1，减法计数器I的预置将重新被装入，减法计数器I重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到O时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。
【权利要求】
1.一种单根信号线数字式温度传感测试装置，其组成包括:单总线接口、高速缓冲接口，其特征是:所述的单总线接口包括64位光刻ROM，所述的单总线接口分别与存储器与控制逻辑、I/O端口连接、电源检测连接，所述的电源检测与VDD连接，所述的单线接口与内部VDD、GNB 连接。
2.根据权利要求1所述的单根信号线数字式温度传感测试装置，其特征是:所述的高速缓冲接口分别与温度传感器、高温触发器、低温触发器、配置寄存器、8位CRC发生器连接。
3.根据权利要求1或2所述的单根信号线数字式温度传感测试装置，其特征是:所述的VDD外接供电电源输入端,所述的GNB为电源地线。
4.一种利用权利要求1一3所述的单根信号线数字式温度传感测试装置进行测试的方法，其特征是:该方法包括如下步骤:低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，为计数器提供一频率稳定的计数脉冲，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，很敏感的振荡器，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，为计数器2提供一个频率随温度变化的计数脉冲，低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量，计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将_55°C所对应的基数分别置入减法计数器I和温度寄存器中，减法计数器I和温度寄存器被预置在_55°C所对应的一个基数值，减法计数器I对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器I的预置值减到O时温度寄存器的值将加1，减法计数器I的预置将重新被装入，减法计数器I重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到O时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度，斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。
【文档编号】G01K7/00GK104344906SQ201410581429
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】吕实诚 申请人:哈尔滨理大晟源科技开发有限公司