一种适用于多种传感器的集成电路的制作方法

文档序号:18365784发布日期:2019-08-07 01:14
一种适用于多种传感器的集成电路的制作方法

本实用新型涉及信号处理技术领域,尤其涉及一种适用于多种传感器的集成电路。



背景技术:

现有的传感器型号多种多样,信号传输所用的接口有所不同,信号处理模块与传感器连接时,需要使用不同的接口。现有的需要根据用户需求制定接口电路和信号处理电路,一组信号处理电路不能同时满足不同用户的需求。



技术实现要素:

本实用新型实施例提供了一种适用于多种传感器的集成电路,旨在解决现有技术中信号处理电路不能满足不同用户需求的问题。

本实用新型实施例提供了一种适用于多种传感器的集成电路,包括信号处理模块、电源模块、模拟信号接口模块、IIC接口模块、TTL接口模块、串口通讯接口模块和外部通讯模块;

所述信号处理模块分别与所述模拟信号接口模块、所述IIC接口模块、所述TTL接口模块、所述串口通讯接口模块和所述外部通讯模块相连,所述电源模块分别与所述信号处理模块、所述模拟信号接口模块、所述IIC接口模块、所述TTL接口模块、所述串口通讯接口模块和所述外部通讯模块相连;

所述传感器获取到的信号通过所述模拟信号接口模块、所述IIC接口模块、所述TTL接口模块或串口通讯接口模块传输至所述信号处理模块;所述信号处理模块通过外部通讯模块接收或发送外部信息,所述电源模块为所述信号处理模块、所述模拟信号接口模块、所述IIC接口模块、所述TTL接口模块、所述串口通讯接口模块和所述外部通讯模块供电。

在一个实施例中,所述模拟信号接口模块包括模拟信号接口芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4;

所述模拟信号接口芯片的1脚为所述模拟信号接口模块的输入端,所述模拟信号接口芯片的2脚与所述电阻R1的第一端相连,所述电阻R1的第二端分别与所述电阻R2的第一端和所述模拟信号接口芯片的5脚共接,所述电阻R2的第二端为所述模拟信号接口模块的第一输出端,所述模拟信号接口芯片的3脚与所述电阻R3的第一端相连,所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R4的第一端和所述电容C1的第一端共接,所述电阻R4的第二端与所述电容C2的第一端共接形成所述模拟信号接口模块的第二输出端,所述电容C1的第二端与所述电容C2的第二端共接接地,所述模拟信号接口芯片的4脚与所述电阻R5的第一端相连,所述电阻R5的第二端分别与所述电阻R6的第一端和所述电容C3的第一端共接,所述电阻R6的第二端与所述电容C4的第一端共接形成所述模拟信号接口模块的第三输出端,所述电容C3的第二端和所述电容C4的第二端共接接地,所述模拟信号接口芯片的6脚接地。

在一个实施例中,所述IIC接口模块包括第二接口芯片、电阻R7和电阻R8;

所述第二接口芯片的1脚分别与所述电阻R7的第一端和所述电阻R8的第一端共接形成所述IIC接口模块的输入端,所述第二接口芯片的2脚与所述电阻R7的第二端共接形成所述IIC接口模块的第一输出端,所述第二接口芯片的3脚与所述电阻R8的第二端共接形成所述IIC接口模块的第二输出端,所述第二接口芯片的4脚接地。

在一个实施例中,所述IIC接口模块包括第三接口芯片和电容C5;

所述第三接口芯片的1脚与所述电容C5的第一端共接形成所述IIC接口模块的输入端,所述电容C5的第二端接地,所述第三接口芯片的2脚为所述IIC接口模块的第一输出端,所述第三接口芯片的3脚为所述IIC接口模块的第二输出端,所述第三接口芯片的4脚接地。

在一个实施例中,所述TTL接口模块包括第四接口芯片、电阻R9、电阻R10、电容C6和电容C7;

所述第四接口芯片的1脚为所述TTL接口模块的输入端,所述第四接口芯片的2脚与所述电阻R9的第一端相连,所述电阻R9的第二端分别与所述电阻R10的第一端和所述电容C6的第一端共接,所述电阻R10的第二端与所述电容C7的第一端共接形成所述TTL接口模块的输出端,所述电容C6的第二端和所述电容C7的第二端共接接地,所述第四接口芯片的3脚接地。

在一个实施例中,所述串口通讯接口模块包括第五接口芯片、电阻R11和电阻R12;

所述第五接口芯片的1脚为所述串口通讯接口模块的第一输入端,所述第五接口芯片的2脚与所述电阻R11的第一端共接形成所述串口通讯接口模块的第一输出端,所述电阻R11的第二端与所述电阻R12的第一端共接形成所述串口通讯接口模块的第二输入端,所述电阻R12的第二端与所述第五接口芯片的3脚共接形成所述串口通讯接口模块的第二输出端,所述第五接口芯片的4脚接地。

在一个实施例中,所述外部通讯模块包括差分总线收发器芯片、电容C8、电阻R16、电阻R17、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第六接口芯片、第一保险丝和第二保险丝;

所述差分总线收发器芯片的DE脚、D脚、RE脚和R脚分别为所述外部通讯模块的第一输入或输出端、第二输入或输出端、第三输入或输出端和第四输入或输出端,所述差分总线收发器芯片的地脚接地,所述差分总线收发器芯片的电源脚与所述电容C8的第一端相连,所述电容C8的第二端接地,所述差分总线收发器芯片的A脚与所述电阻R16的第一端相连,所述电阻R16的第二端与所述第一保险丝的第一端相连,所述第一保险丝的第二端分别与所述第二二极管的阴极、所述第三二极管的阴极和所述第六接口芯片的1脚共接,所述差分总线收发器芯片的B脚与所述电阻R17的第一端相连,所述电阻R17的第二端与所述第二保险丝的第一端相连,所述第二保险丝的第二端分别与所述第三二极管的阳极、所述第四二极管的阴极和所述第六接口芯片的2脚共接,所述第二二极管的阳极和所述第四二极管的阳极分别接地。

在一个实施例中,还包括下载接口模块、报警模块和液晶显示模块;

所述下载接口模块、所述报警模块和所述液晶显示模块分别与所述信号处理模块相连;

所述下载接口模块、所述报警模块和所述液晶显示模块分别与所述电源模块相连。

在一个实施例中,所述报警模块包括电阻R13、发光二极管、第一二极管、继电器、电阻R14、电阻R15、三极管和蜂鸣器;

所述电阻R13的第一端、所述第一二极管的阴极、所述继电器线圈的输入端和所述蜂鸣器的电源端共接形成所述报警模块的第一输入端,所述电阻R13的第二端与所述发光二极管的阳极相连,所述发光二极管的阴极分别与所述第一二极管的阳极、所述继电器线圈的输出端、所述蜂鸣器的信号端和所述三极管的集电极共接,所述继电器的触点的两端分别与所述电阻R14的两端相连,所述三极管的基极为所述报警模块的第二输入端,所述三极管的发射极接地。

在一个实施例中,所述信号处理模块包括单片机。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是:本实用新型通过在一个信号处理模块上同时设置模拟信号接口模块、IIC接口模块、TTL接口模块和串口通讯接口模块,满足了多个传感器同时使用的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例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实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一个实施例提供的适用于多种传感器的集成电路的结构示意图;

图2为本实用新型的一个实施例提供的图1中报警模块模块的电路结构示意图;

图3为本实用新型的一个实施例提供的图1中信号处理模块的电路结构示意图;

图4为本实用新型的一个实施例提供的图1中模拟信号接口模块的电路结构示意图;

图5为本实用新型的一个实施例提供的图1中IIC接口模块的电路结构示意图;

图6为本实用新型的另一个实施例提供的图1中IIC接口模块的电路结构示意图;

图7为本实用新型的一个实施例提供的图1中TTL接口模块的电路结构示意图;

图8为本实用新型的一个实施例提供的图1中串口通讯接口模块的电路结构示意图;

图9为本实用新型的一个实施例提供的图1中外部通讯模块模块的电路结构示意图;

图10为本实用新型的一个实施例提供的下载接口模块的电路结构示意图;

图11为本实用新型的一个实施例提供的液晶显示模块的电路结构示意图;

图12为本实用新型的一个实施例提供的图1中电源模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案,下面将结合本方案实施例中的附图,对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本方案一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形,是指“包括但不限于”,意图在于覆盖不排他的包含。此外,术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细地描述:

图1示出了本实用新型一实施例所提供的一种适用于多种传感器的集成电路,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:

如图1所示,本实用新型实施例所提供的适用于多种传感器的集成电路1,包括

信号处理模块110、电源模块180、模拟信号接口模块120、IIC接口模块130、TTL接口模块140、串口通讯接口模块150和外部通讯模块170;

所述信号处理模块110分别与所述模拟信号接口模块120、所述IIC接口模块130、所述TTL接口模块140、所述串口通讯接口模块150和所述外部通讯模块170相连,所述电源模块180分别与所述信号处理模块110、所述模拟信号接口模块120、所述IIC接口模块130、所述TTL接口模块140、所述串口通讯接口模块150和所述外部通讯模块170相连;

所述传感器获取到的信号通过所述模拟信号接口模块120、所述IIC接口模块130、所述TTL接口模块140和串口通讯接口模块150传输至所述信号处理模块110;所述信号处理模块110通过外部通讯模块170接收或发送外部信息,所述电源模块180为所述信号处理模块110、所述模拟信号接口模块120、所述IIC接口模块130、所述TTL接口模块140、所述串口通讯接口模块150和所述外部通讯模块170供电。

本实用新型实施例中,通过设置模拟信号接口模块120、IIC接口模块130、TTL接口模块140和串口通讯接口模块150,可以满足不同的传感器的输出信号的要求,例如:如果传感器输出的是数字信号,则传感器与IIC接口模块130连接即可。在同一个信号处理模块110上设置不同的接口模块,满足不同用户的需求,同时也满足用户需要使用多个传感器的需求。

如图1所示,在本实用新型的一个实施例中,适用于多种传感器的集成电路1还包括报警模块160,所述报警模块160分别与所述电源模块180和所述信号处理模块110相连。

如图2所示,在本实用新型的一个实施例中,报警模块160包括电阻R13、发光二极管LDI、第一二极管D1、继电器K1、电阻R14、电阻R15、三极管Q1和蜂鸣器LS1。

所述电阻R13的第一端、所述第一二极管D1的阴极、所述继电器K1线圈的输入端和所述蜂鸣器LS1的电源端共接形成所述报警模块160的第一输入端,所述电阻R13的第二端与所述发光二极管LD1的阳极相连,所述发光二极管LD1的阴极分别与所述第一二极管D1的阳极、所述继电器K1线圈的输出端、所述蜂鸣器LS1的信号端和所述三极管Q1的集电极共接,所述继电器K1的触点的两端分别与所述电阻R14的两端相连,所述三极管Q1的基极与所述电阻R15的第一端相连,所述电阻R15的第二端为所述报警模块160的第二输入端,所述三极管Q1的发射极接地。

在本实施例中,电阻R15输入为高电平时,继电器K1导通,发光二级光亮起,蜂鸣器LS1响起。

在本实施例中,采用继电器K1和蜂鸣器LS1两种报警形式。

在本实施例中,电阻R14是一个压敏电阻,可以吸收瞬间高压,保护继电器K1的触点。

如图3所示,在本实用新型的一个实施例中,信号处理模块110包括单片机,单片机型号可以是STC15W4K48S4。

在本实施例中,单片机上有单总线接口,单总线传感器,如温度传感器的信号输出端可以直接与单片机上的单总线接口相连。

如图4所示,在本实用新型的一个实施例中,模拟信号接口模块120包括模拟信号接口芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4;

所述模拟信号接口芯片U1的1脚为所述模拟信号接口模块120的输入端,所述模拟信号接口芯片U1的2脚与所述电阻R1的第一端相连,所述电阻R1的第二端分别与所述电阻R2的第一端和所述模拟信号接口芯片U1的5脚共接,所述电阻R2的第二端为所述模拟信号接口模块120的第一输出端,所述模拟信号接口芯片U1的3脚与所述电阻R3的第一端相连,所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R4的第一端和所述电容C1的第一端共接,所述电阻R4的第二端与所述电容C2的第一端共接形成所述模拟信号接口模块120的第二输出端,所述电容C1的第二端与所述电容C2的第二端共接接地,所述模拟信号接口芯片U1的4脚与所述电阻R5的第一端相连,所述电阻R5的第二端分别与所述电阻R6的第一端和所述电容C3的第一端共接,所述电阻R6的第二端与所述电容C4的第一端共接形成所述模拟信号接口模块120的第三输出端,所述电容C3的第二端和所述电容C4的第二端共接接地,所述模拟信号接口芯片U1的6脚接地。

在本实施例中,模拟信号接口芯片U1的1脚接电源电压,3脚和4脚接传感器的信号输出端,电阻R2的第二端、电阻R4的第二端和电阻R6的第二端分别与单片机对应接口相连。

在本实施例中,电阻R3、电阻R4、电容C1和电容C2组成连接结构为第一信号采集单元。

在本实施例中,电阻R5、电阻R6、电容C3和电容C4组成连接结构为第二信号采集单元。

如图5所示,在本实用新型的一个实施例中,IIC接口模块130包括第二接口芯片U2、电阻R7和电阻R8。

所述第二接口芯片U2的1脚分别与所述电阻R7的第一端和所述电阻R8的第一端共接形成所述IIC接口模块130的输入端,所述第二接口芯片U2的2脚与所述电阻R7的第二端共接形成所述IIC接口模块130的第一输出端,所述第二接口芯片U2的3脚与所述电阻R8的第二端共接形成所述IIC接口模块130的第二输出端,所述第二接口芯片U2的4脚接地。

在本实施例中,IIC接口模块130可以安装输出信号是数字信号的传感器。如高量程光照度传感器。

在本实施例中,第二接口芯片U2的1脚接入电源电压,2脚和3脚的输出与单片机对应接口相连,2脚和3脚的输入与传感器的输出信号端相连。

如图6所示,在本实用新型的一个实施例中,IIC接口模块130包括第三接口芯片U3和电容C5。

所述第三接口芯片U3的1脚与所述电容C5的第一端共接形成所述IIC接口模块130的输入端,所述电容C5的第二端接地,所述第三接口芯片U3的2脚为所述IIC接口模块130的第一输出端,所述第三接口芯片U3的3脚为所述IIC接口模块130的第二输出端,所述第三接口芯片U3的4脚接地。

在本实施例中,第三接口芯片U3的1脚接入电源电压,2脚和3脚输出与单片机对应接口相连,2脚和3脚的输入与传感器的输出信号端相连。

在本实施例中,IIC接口模块130可以安装输出信号是数字信号的传感器。如空气湿度传感器。

如图7所示,在本实用新型的一个实施例中,TTL接口模块140包括第四接口芯片U4、电阻R9、电阻R10、电容C6和电容C7。

所述第四接口芯片U4的1脚为所述TTL接口模块140的输入端,所述第四接口芯片U4的2脚与所述电阻R9的第一端相连,所述电阻R9的第二端分别与所述电阻R10的第一端和所述电容C6的第一端共接,所述电阻R10的第二端与所述电容C7的第一端共接形成所述TTL接口模块140的输出端,所述电容C6的第二端和所述电容C7的第二端共接接地,所述第四接口芯片U4的3脚接地。

在本实施例中,第四接口芯片U4的1脚接入电源电压,2脚的输入与传感器的输出信号端相连,所述电阻R10的第二端与所述电容C7的第一端共接并且与单片机对应接口相连将传感器采集到的信号传输至单片机。

在本实施例中,与第四接口芯片U4相连的传感器可以是用于检测气体浓度的传感器。

如图8所示,在本实用新型的一个实施例中,串口通讯接口模块150包括第五接口芯片U5、电阻R11和电阻R12。

所述第五接口芯片U5的1脚为所述串口通讯接口模块150的第一输入端,所述第五接口芯片U5的2脚与所述电阻R11的第一端共接形成所述串口通讯接口模块150的第一输出端,所述电阻R11的第二端与所述电阻R12的第一端共接形成所述串口通讯接口模块150的第二输入端,所述电阻R12的第二端与所述第五接口芯片U5的3脚共接形成所述串口通讯接口模块150的第二输出端,所述第五接口芯片U5的4脚接地。

在本实施例中,第五接口芯片U5的1脚接入电源电压,2脚和3脚的输入端与传感器的信号输出端相连,2脚和3脚的输出与单片机对应接口相连。

在本实施例中,与第五接口芯片U5相连的传感器可以是光学氧气传感器。

如图9所示,在本实用新型的一个实施例中,外部通讯模块170包括差分总线收发器芯片U61、电容C8、电阻R16、电阻R17、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第六接口芯片U6、第一保险丝F1和第二保险丝F2;

所述差分总线收发器芯片U61的DE脚、D脚、RE脚和R脚分别为所述外部通讯模块170的第一输入或输出端、第二输入或输出端、第三输入或输出端和第四输入或输出端,所述差分总线收发器芯片U61的地脚接地,所述差分总线收发器芯片U61的电源脚与所述电容C8的第一端相连,所述电容C8的第二端接地,所述差分总线收发器芯片U61的A脚与所述电阻R16的第一端相连,所述电阻R16的第二端与所述第一保险丝F1的第一端相连,所述第一保险丝F1的第二端分别与所述第二二极管D2的阴极、所述第三二极管D3的阴极和所述第六接口芯片U6的1脚共接,所述差分总线收发器芯片U61的B脚与所述电阻R17的第一端相连,所述电阻R17的第二端与所述第二保险丝F2的第一端相连,所述第二保险丝F2的第二端分别与所述第三二极管D3的阳极、所述第四二极管D4的阴极和所述第六接口芯片U6的2脚共接,所述第二二极管D2的阳极和所述第四二极管D4的阳极分别接地。

在本实施例中,差分总线收发器芯片U61可以采用MAX485芯片。

在本实施例中,第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4是用于防雷的电路。

在本实施例中,接地端可以先连接一个磁珠再接地。

在本实施例中,外部通讯模块170既可以向外传输单片机的输出信号,同时也可以配合软件实现单片机等芯片的固态升级。

如图10和11所示,在本实用新型的一个实施例中,适用于多种传感器的集成电路1还包括下载接口模块190和液晶显示模块200;

所述下载接口模块190和所述液晶显示模块200分别与所述信号处理模块110相连。

在本实施例中,液晶显示模块200可以用LCD0802芯片。

如图12所示在本实用新型的一个实施例中,电源模块180分别为信号处理模块110、模拟信号接口模块120、IIC接口模块130、TTL接口模块140、串口通讯接口模块150、报警模块160、外部通讯模块170、下载接口模块190和液晶显示模块200供电。

在本实用新型的一个实施例中,电源模块180包括第一转换单元181和第二转换单元182,第一转换单元181的输入端为电源模块180的输入端,第一转换单元181的输出端与所述第二转换单元182的输入端共接为电源模块180的第一输出端,第二转换单元182的输出端为电源模块180的第二输出端。

在本实用新型一个实施例中,第一转换单元181包括第五二极管D5、第六二极管D6、第三保险丝F3、电容C8、电容C9和第七接口芯片U7。

第三保险丝F3第一端和第五二极管D5的阴极共接形成所述第一转换单元181的输入端,第五二极管D5的阳极接地,第三保险丝F3的第二端与第六二极管D6的阳极相连,第六二极管D6的阴极与电容C8的第一端、电容C9的第一端、第七接口芯片U7的3脚和第七接口芯片U7的4脚共接,第七接口芯片U7的7家和8接共接形成第一转换单元181的输出端。

在本实施例中,第七接口芯片U7可以接电压转换芯片,可以将高电压转换成低电压。

在本实用新型一个实施例中,第二转换单元182包括电容C10、电容C11、电容C12、电容C13和稳压芯片P112。

电容C10的第一端、电容C11的第一端和稳压芯片P112的输入接口共接形成第二转换单元182的输入端,稳压芯片P112的输出接口和与电容C12的第一端和电容C13的第一端共接形成第二转换单元182的输出端,稳压芯片P112的接地接口、电容C12的第二端和电容C13的第二端共接接地。

在本实施例中,稳压芯片P112可以是LM1117-3.3芯片。

在本实施例中,第二转换单元182将第一转换单元181输出的电压进一步降低。

需要说明的是,本实用新型附图中电压值只是一个举例说明,并不限于此电压值。说明书和附图中标号相同的端口或引脚即为连通。

以上所述,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

再多了解一些
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