一种压力检测与显示报警芯片及系统的制作方法

本发明属于电子技术领域，特别是涉及一种压力检测与显示报警芯片及系统。

背景技术：

汽车机油压力是发动机润滑系统的重要诊断参数，其大小取决于机油的温度、黏度、机油泵的供油能力、限压阀的调整、机油通道和机油滤清器的阻力、以及曲轴主轴承、连杆轴承和凸轮轴轴承的间隙等。发动机运转时，必须保持正常机油压力；若油压过低，各摩擦表面会因得不到足够的润滑而使磨损加剧；若油压过高，易使油封、机油滤清器损坏，并且浪费发动机的动力。

现有汽车压力检测芯片一般只进行压力检测，故在使用现有汽车压力检测芯片进行压力检测与报警时，还需在芯片外围设置比较处理电路，以产生报警信号至报警单元。可见，现有汽车压力检测芯片功能单一，并且需要配合外围电路才能实现报警信号的产生。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种压力检测与显示报警芯片及系统，用于解决现有汽车压力检测芯片功能单一，并且需要配合外围电路才能够产生报警信号、造成电路结构复杂的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种压力检测与显示报警芯片，所述芯片包括：

电信号产生模块，用于采集待测样品的压力，以将采集的压力转换为电信号；

数据处理模块，连接于所述电信号产生模块，用于将所述电信号转换为压力信号，并在所述压力信号大于基准高压时，产生高压报警信号，及在所述压力信号小于基准低压时，产生低压报警信号；

工作电压提供模块，连接于所述数据处理模块，用于为所述数据处理模块提供工作电压。

可选地，所述电信号产生模块包括：压力传感器，用于采集所述待测样品的压力，以将采集的压力转换为电信号。

可选地，所述电信号产生模块还包括：温度补偿单元，用于检测待测样品的温度，并将检测温度与基准温度进行比较，以基于比较结果对所述电信号进行温度补偿。

可选地，所述温度补偿单元包括：

温度传感器，用于检测所述待测样品的温度；

第一比较器，连接于所述温度传感器，用于对所述检测温度及所述基准温度进行比较，并输出所述比较结果；

控制器，连接于所述第一比较器，用于向所述第一比较器提供所述基准温度，并基于所述比较结果，对所述电信号进行温度补偿。

可选地，所述电信号产生模块还包括：放大单元，连接于所述压力传感器，用于将所述电信号进行放大处理后输出。

可选地，所述压力传感器包括压阻式传感器。

可选地，所述数据处理模块包括：

压力信号产生器，连接于所述电信号产生模块，用于将所述电信号转换为压力信号以输出；

第二比较器，连接于所述压力信号产生器，用于对所述压力信号与所述基准高压进行比较，并在所述压力信号大于所述基准高压时，产生一高压比较结果以输出；及对所述压力信号与所述基准低压进行比较，并在所述压力信号小于所述基准低压时，产生一低压比较结果以输出；

处理器，连接于所述第二比较器，用于向所述第二比较器提供所述基准高压及所述基准低压，并根据所述第二比较器反馈的所述高压比较结果产生所述高压报警信号，或根据所述第二比较器反馈的所述低压比较结果产生所述低压报警信号。

可选地，所述工作电压提供模块包括：第一电阻、第一电容、第二电容及第一二极管，其中所述第一电阻的一端接入第一电源电压，所述第一电阻的另一端连接于所述第一电容的一端，同时连接于所述第一二极管的阴极端，并且连接于所述第二电容的一端，所述第一电容的另一端连接于所述第一二极管的阳极端，同时连接于所述第二电容的另一端，所述第二电容的一端作为所述工作电压提供模块的输出端，所述第二电容的另一端接数字地。

本发明还提供了一种压力检测与显示报警系统，所述系统包括：

如上所述的压力检测与显示报警芯片；

显示模块，连接于所述数据处理模块，用于将所述压力信号进行数字化显示；

报警模块，连接于所述数据处理模块，用于根据所述高压报警信号进行高压报警操作，或根据所述低压报警信号进行低压报警操作。

可选地，所述显示模块基于数码管或lcd进行数字化显示。

可选地，所述报警模块基于发光二极管或蜂鸣器中的至少一种进行报警。

可选地，所述报警模块基于所述发光二极管进行报警，其中，所述报警模块包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二二极管、第三二极管、第三电容及发光二极管，其中所述第二电阻的一端连接于所述数据处理模块，以作为所述报警模块的输入端，所述第二电阻的另一端连接于所述第三电阻的一端，同时连接于所述第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接数字地，所述第一三极管的集电极连接于所述第二二极管的阴极端，所述第一三极管的发射极连接于所述第二二极管的阳极端，同时接模拟地，所述第二二极管的阴极端连接于所述第三电容的一端，同时连接于所述第三二极管的阴极端，所述第二二极管的阳极端连接于所述第三电容的另一端，同时连接于所述第三二极管的阳极端，所述第三二极管的阴极端连接于所述发光二极管的阴极端，所述发光二极管的阳极端连接于所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接入第一电源电压。

可选地，所述系统还包括仪表盘显示信号产生模块，用于根据所述电信号产生仪表盘显示信号；其中，所述仪表盘显示信号产生模块包括：

pwm信号产生器，连接于所述电信号产生模块，用于将所述电信号转换为pwm信号以输出；

仪表盘显示信号产生器，连接于所述pwm信号产生器，用于将所述pwm信号转换为仪表盘显示信号以输出。

可选地，所述仪表盘显示信号产生器包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二三极管、稳压管、第四电容及第四二极管，其中所述第五电阻的一端连接于所述pwm信号产生器，以作为所述仪表盘显示信号产生器的输入端，所述第五电阻的另一端连接于所述第六电阻的一端，同时连接于所述第二三极管的基极，所述第六电阻的另一端接模拟地，所述第二三极管的集电极连接于所述第七电阻的一端，同时作为所述仪表盘显示信号产生器的输出端，并且连接于所述稳压管的阴极端、所述第四电容的一端及所述第四二极管的阴极端，所述第二三极管的发射极连接于所述稳压管的阳极端及所述第四电容的另一端，所述第七电阻的另一端连接于所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端接入第二电源电压，所述第四二极管的阳极端接数字地。

可选地，所述显示模块还基于仪表盘进行显示。

如上所述，本发明的一种压力检测与显示报警芯片及系统，具有以下有益效果：

本发明所述压力检测与显示报警芯片通过电信号产生模块及数据处理模块快速、准确地获取压力信号，并在压力信号大于基准高压或小于基准低压时，直接产生高压报警信号或低压报警信号输出；即本发明所述压力检测与显示报警芯片不仅可以产生压力信号，还可以产生报警信号，而无需配合外围电路；可见，本发明所述芯片不仅实现了功能多元化，更大大降低了电路复杂度。

本发明所述压力检测与显示报警系统通过将压力信息以数字形式直观地显示给用户，方便用户查看，同时便于用户发现油压情况，及时增加机油或抽取机油；更通过在油压过高或油压过低时发出报警提示，以及时提醒用户，防止油压过高时机油从密封口溢出，造成机油滤清器损坏，从而使机油进入燃烧室燃烧产生大量积碳堵塞管路，或防止油压过低时造成润滑不良，加快曲轴、活塞、连杆及缸套的磨损。

附图说明

图1显示为本发明实施例一所述压力检测与显示报警芯片的结构框图。

图2显示为本发明实施例一所述工作电压提供模块的具体电路图。

图3显示为本发明实施例二所述压力检测与显示报警系统的结构框图。

图4显示为本发明实施例二所述压力检测与显示报警系统的具体电路图。

元件标号说明

10压力检测与显示报警芯片

11电信号产生模块

111压力传感器

112温度补偿单元

1121温度传感器

1122第一比较器

1123控制器

113放大单元

12数据处理模块

121压力信号产生器

122第二比较器

123处理器

13工作电压提供模块

20显示模块

21数码管或lcd

22仪表盘

30报警模块

40仪表盘显示信号产生模块

41pwm信号产生器

42仪表盘显示信号产生器

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种压力检测与显示报警芯片10，所述芯片包括：

电信号产生模块11，用于采集待测样品的压力，以将采集的压力转换为电信号；

数据处理模块12，连接于所述电信号产生模块11，用于将所述电信号转换为压力信号，并在所述压力信号大于基准高压时，产生高压报警信号，及在所述压力信号小于基准低压时，产生低压报警信号；

工作电压提供模块13，连接于所述数据处理模块12，用于为所述数据处理模块12提供工作电压vcc。

作为示例，作为示例，如图1所示，所述电信号产生模块11包括：压力传感器111，用于采集所述待测样品的压力，以将采集的压力转换为电信号。具体的，所述压力传感器111包括压阻式传感器；可选地，在本实施例中，选用高精度、低功耗的压阻式传感器，以实现压力检测时的高精度和低功耗。需要注意的是，在采用压力传感器111对汽车油箱内的机油压力进行检测时，所述压力传感器111安装于所述汽车油箱内靠近底部的侧壁上。

作为示例，如图1所示，所述电信号产生模块11还包括：温度补偿单元112，用于检测待测样品的温度，并将检测温度与基准温度进行比较，以基于比较结果对所述电信号进行温度补偿。本实施例利用压力传感器的温度与其电学参数呈线性关系实现温度补偿，如本实施例中压阻式传感器的温度与其电阻值呈线性关系，通过计算检测温度与基准温度的差值，得到压阻式传感器的温度变化量，从而得到压阻式传感器的电阻值变化量，通过在基准温度对应的电阻值基础上增加或减少该电阻值变化量，以实现对该压阻式传感器的温度补偿。需要注意的是，所述基准温度通常为常温温度，如25℃。

具体的，如图1所示，所述温度补偿单元112包括：

温度传感器1121，用于检测所述待测样品的温度；

第一比较器1122，连接于所述温度传感器1121，用于对所述检测温度及所述基准温度进行比较，并输出所述比较结果；

控制器1123，连接于所述第一比较器1122，用于向所述第一比较器1122提供所述基准温度，并基于所述比较结果，对所述电信号进行温度补偿。

作为示例，如图1所示，所述电信号产生模块11还包括：放大单元113，连接于所述压力传感器111，用于将所述电信号进行放大处理后输出。

可选地，在本实施例中，所述电信号产生模块11包括外接有压力传感器的传感器信号调理芯片(如nsa2300芯片)，其中所述电信号产生模块11还包括第五电容c5、第六电容c6及第九电阻r9，具体连接关系如图4所示。需要注意的是，所述传感器信号调理芯片(如nsa2300芯片)内部集成有温度传感器1121、第一比较器1122、控制器1123及放大单元113；在实际应用中，通常将所述电信号产生模块11集成为一单元模块，以便于将其安装在所述汽车油箱内靠近底部的侧壁上。

作为示例，如图1所示，所述数据处理模块12包括：

压力信号产生器121，连接于所述电信号产生模块11，用于将所述电信号转换为压力信号以输出；

第二比较器122，连接于所述压力信号产生器121，用于对所述压力信号与所述基准高压进行比较，并在所述压力信号大于所述基准高压时，产生一高压比较结果以输出；及对所述压力信号与所述基准低压进行比较，并在所述压力信号小于所述基准低压时，产生一低压比较结果以输出；

处理器123，连接于所述第二比较器122，用于向所述第二比较器122提供所述基准高压及所述基准低压，并根据所述第二比较器122反馈的所述高压比较结果产生所述高压报警信号，或根据所述第二比较器反馈的所述低压比较结果产生所述低压报警信号。

具体的，所述压力信号产生器121先对所述电信号进行a/d转换，之后再将其转换为压力信号；可选地，为了提高检测精度，本实施例所述压力信号为多个压力信号的平均值。可选地，在本实施例中，所述数据处理模块12包括单片机，其中所述单片机内集成有压力信号产生器121、第二比较器122、处理器123。

作为示例，如图2所示，所述工作电压提供模块13包括：第一电阻r1、第一电容c1、第二电容c2及第一二极管d1，其中所述第一电阻r1的一端接入第一电源电压vdd1，所述第一电阻r1的另一端连接于所述第一电容c1的一端，同时连接于所述第一二极管d1的阴极端，并且连接于所述第二电容c2的一端，所述第一电容c1的另一端连接于所述第一二极管d1的阳极端，同时连接于所述第二电容c2的另一端，所述第二电容c2的一端作为所述工作电压提供模块13的输出端，所述第二电容c2的另一端接数字地。

实施例二

如图3所示，本实施例提供了一种压力检测与显示报警系统，所述系统包括：

如实施例一所述的压力检测与显示报警芯片10；

显示模块20，连接于所述数据处理模块12，用于将所述压力信号进行数字化显示；

报警模块30，连接于所述数据处理模块12，用于根据所述高压报警信号进行高压报警操作，或根据所述低压报警信号进行低压报警操作。

作为示例，如图3所示，所述显示模块20基于数码管或lcd进行显示，以实现数字化显示，便于用户直接读取数据。可选地，在本实施例中，所述显示模块20基于数码管进行数字化显示。

作为示例，如图3所示，所述显示模块300还基于仪表盘进行显示，以实现指针化显示。具体的，如图3所示，所述系统还包括：仪表盘显示信号产生模块40，用于根据所述电信号产生所述仪表盘显示信号；其中所述仪表盘显示信号产生模块40包括：

pwm信号产生器41，连接于所述电信号产生模块11，用于将所述电信号转换为pwm信号以输出；

仪表盘显示信号产生器42，连接于所述pwm信号产生器41，用于将所述pwm信号转换为仪表盘显示信号以输出，以便于所述显示模块20进行指针化显示。

可选地，在本实施例中，如图4所示，所述pwm信号产生器41集成于所述单片机中；所述仪表盘显示信号产生器42包括：第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第二三极管q3、稳压管dz、第四电容c4及第四二极管d4，其中所述第五电阻r5的一端连接于所述pwm信号产生器41，以作为所述仪表盘显示信号产生器42的输入端，所述第五电阻r5的另一端连接于所述第六电阻r6的一端，同时连接于所述第二三极管q2的基极，所述第六电阻r6的另一端接模拟地，所述第二三极管q2的集电极连接于所述第七电阻r7的一端，同时作为所述仪表盘显示信号产生器42的输出端，并且连接于所述稳压管dz的阴极端、所述第四电容c4的一端及所述第四二极管d4的阴极端，所述第二三极管q2的发射极连接于所述稳压管dz的阳极端及所述第四电容c4的另一端，所述第七电阻r7的另一端连接于所述第八电阻r8的一端，所述第八电阻r8的另一端接入第二电源电压vdd2，所述第四二极管d4的阳极端接数字地。如图2所示，在所述pwm信号产生器41输出pwm信号时，所述第二三极管q2基于所述pwm信号实现导通，以与所述第七电阻r7及所述第八电阻r8形成导通回路，从而产生所述仪表盘显示信号以输出。

作为示例，如图3所示，所述报警模块30基于发光二极管或蜂鸣器中的至少一种进行报警。可选地，在本实施例中，所述报警模块30基于所述发光二极管进行报警。

具体的，如图4所示，所述报警模块包括：第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一三极管q1、第二二极管d2、第三二极管d3、第三电容c3及发光二极管dl，其中所述第二电阻r2的一端连接于所述数据处理模块12，以作为所述报警模块30的输入端，所述第二电阻r2的另一端连接于所述第三电阻r3的一端，同时连接于所述第一三极管q1的基极，所述第三电阻r3的另一端接数字地，所述第一三极管q1的集电极连接于所述第二二极管d2的阴极端，所述第一三极管q1的发射极连接于所述第二二极管d2的阳极端，同时接模拟地，所述第二二极管d2的阴极端连接于所述第三电容c3的一端，同时连接于所述第三二极管d3的阴极端，所述第二二极管d2的阳极端连接于所述第三电容c3的另一端，同时连接于所述第三二极管d3的阳极端，所述第三二极管d3的阴极端连接于所述发光二极管dl的阴极端，所述发光二极管dl的阳极端连接于所述第四电阻r4的一端，所述第四电阻r4的另一端接入第一电源电压vdd1。如图4所示，在所述处理器123产生所述高压报警信号或所述低压报警信号时，所述第一三极管q1基于所述高压报警信号或所述低压报警信号实现导通，以与所述发光二极管dl及所述第三电阻r4形成导通回路，从而使所述发光二极管dl实现发光报警。

综上所述，本发明的一种压力检测与显示报警芯片及系统，具有以下有益效果：本发明所述压力检测与显示报警芯片通过电信号产生模块及数据处理模块快速、准确地获取压力信号，并在压力信号大于基准高压或小于基准低压时，直接产生高压报警信号或低压报警信号输出；即本发明所述压力检测与显示报警芯片不仅可以产生压力信号，还可以产生报警信号，而无需配合外围电路；可见，本发明所述芯片不仅实现了功能多元化，更大大降低了电路复杂度。本发明所述压力检测与显示报警系统通过将压力信息以数字形式直观地显示给用户，方便用户查看，同时便于用户发现油压情况，及时增加机油或抽取机油；更通过在油压过高或油压过低时发出报警提示，以及时提醒用户，防止油压过高时机油从密封口溢出，造成机油滤清器损坏，从而使机油进入燃烧室燃烧产生大量积碳堵塞管路，或防止油压过低时造成润滑不良，加快曲轴、活塞、连杆及缸套的磨损。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。