一种可实现省电模式的温度检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可实现省电模式的温度检测系统，包括用于检测环境温度的温度检测电路，温度检测电路连接有为温度检测电路提供工作电压的供电电路和用于输出温度检测结果的输出电路；所述供电电路向温度检测电路间断性的输出电平信号，在供电电路向温度检测电路输出电平信号期间，输出电路检测温度信号并且输出温度检测结果。本发明的有益效果为：本发明为了实现节省温度检测电路的用电量的目的，不采用现有技术中利用直流电源直接为检测电路供电的方式，而是在需要检测温度时直接给检测电路输入高电平或者在时序上采用间断式的电平共给，节省了温度检测电路的耗电量，提高电池单次充电的使用时间。
【专利说明】—种可实现省电模式的温度检测系统
【技术领域】
[0001]本发明属于电子电路【技术领域】，涉及一种温度检测电路，具体地说，是涉及一种可实现省电模式的温度检测系统。
【背景技术】
[0002]目前简单的温度检测的电路大多是通过热敏电阻与固定阻值电阻串联，然后测试这两个电阻的分压电压，得出当前温度下的热敏电阻的阻值，通过查表得出当前温度值，这种电阻都是两串联电阻一端接电源，另一端接地。为了检测热敏电阻中电阻值的变化，需要向热敏电阻提供电力，对于用电池供电的产品由于对产品耗电有严格要求，像这种方式会造成无论在测量温度还是不测量温度，电流一直存在会产生电源的消耗，降低电池一次充满电的使用时间。
【发明内容】
[0003]本发明基于按键复用技术提出了一种用于温度检测的电路设计，设计简单，节省了不必要的电量损耗。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现:
[0005]一种可实现省电模式的温度检测系统，包括用于检测环境温度的温度检测电路，温度检测电路连接有为温度检测电路提供工作电压的供电电路和用于输出温度检测结果的输出电路；所述供电电路向温度检测电路间断性的输出电平信号，在供电电路向温度检测电路输出电平信号期间，温度检测电路检测环境温度，输出电路根据温度检测电路检测的温度信号并且输出温度检测结果。
[0006]优选的，上述可实现省电模式的温度检测系统，所述温度检测电路包括热敏电阻、定值电阻；所述热敏电阻的一端为电源输入端，连接供电电路，另一端通过定值电阻接地；热敏电阻和定值电阻的连接处设置为电压检测端，电压检测端连接输出电路并且通过电容接地。
[0007]优选的，上述可实现省电模式的温度检测系统，所述供电电路为方波发生器，方波发生器的电源端连接有稳压电源，输出端连接温度检测电路的电源输入端。
[0008]在供电电路为方波发生器的情况下，输出电路的选择有两种情况:
[0009]第一种情况为输出电路选用由N个运算放大器、N+1个电阻和N个发光二极管组成的粗略估测电路(N为大于I的整数)，其中N个运算放大器的同相输入端并联后连接温度检测电路的电压检测端；N+1个电阻之间为串联电路，并且串联电路的一端接入稳压电源，另一端接地，两两相邻电阻的连接点处连接运算放大器的反相输入端；所述运算放大器的输出端通过发光二极管接地。所述电阻的阻值和数量可根据实际情况调节。
[0010]第二种情况为输出电路选用由MCU为主件组成的精确测量电路，MCU的TEMP_DEP_CTR端连接温度检测电路的电源输入端，MCU的TEMP_DET端连接温度检测电路的电压检测端。
[0011]优选的，上述可实现省电模式的温度检测系统，供电电路为MCU，MCU的可控电平输出端连接温度检测电路的电源输入端。
[0012]在供电电路为MCU的情况下，输出电路的选择也有两种情况:
[0013]第一种情况为输出电路选用由N个运算放大器、N+1个电阻和N个发光二极管组成的粗略估测电路(N为大于I的整数)，其中N个运算放大器的同相输入端并联后连接温度检测电路的电压检测端；N+1个电阻之间为串联电路，并且串联电路的一端接入稳压电源，另一端接地，两两相邻电阻的连接点处连接运算放大器的反相输入端；所述运算放大器的输出端通过发光二极管接地。所述电阻的阻值和数量可根据实际情况调节。
[0014]第二种情况为输出电路选用由MCU为主件组成的精确测量电路，MCU的TEMP_DEP_CTR端连接温度检测电路的电源输入端，MCU的TEMP_DET端连接温度检测电路的电压检测端。
[0015]优选的，上述可实现省电模式的温度检测系统，所述方波发生器包括一个NE555时基集成电路，NE555时基集成电路的输出端连接温度检测电路的电源输入端，NE555时基集成电路的复置端连接稳压电源。
[0016]本发明的有益效果为:本发明为了实现节省温度检测电路的用电量的目的，不采用现有技术中利用直流电源直接为检测电路供电的方式，而是在需要检测温度时直接给检测电路输入高电平或者在时序上采用间断式的电平共给，节省了温度检测电路的耗电量，提高电池单次充电的使用时间，此外电阻的数量及阻值可以根据实际情况进行调节，能够适用于不同的温度区间从而使其应用范围更加广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明所提出的可实现省电模式的温度检测系统的温度检测电路的连接电路不意图；
[0018]图2是本发明所提出的可实现省电模式的温度检测系统的实施例1的连接电路示意图；
[0019]图3是本发明所提出的可实现省电模式的温度检测系统的实施例1的稳压电源电路不意图；
[0020]图4是本发明所提出的可实现省电模式的温度检测系统的实施例2中温度检测电路的连接电路不意图；
[0021]图5是本发明所提出的可实现省电模式的温度检测系统的实施例2中供电电路和输出电路的连接电路示意图；
[0022]图6是本发明所提出的可实现省电模式的温度检测系统的实施例3的连接电路示意图；
[0023]图7是本发明所提出的可实现省电模式的温度检测系统的实施例4的连接电路示意图；
[0024]图8是本发明所提出的可实现省电模式的温度检测系统的实施例1和4中输出电路输出结果的温度范围表。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细地说明。
[0026]本发明为了实现节省温度检测电路的用电量，不采用现有技术中利用直流电源直接为检测电路供电的方式，而是在需要检测温度时直接给检测电路输入高电平或者在时序上采用间断式的电平共给，节省了温度检测电路的耗电量，提高电池使用时间。
[0027]为实现上述设计目的，本发明在温度检测电路的结构设计中，需要针对上述全新的检测电路供电方式设计一种全新结构的可实现省电模式的温度检测系统，以在节省电量的同时实现可靠的温度检测功能。
[0028]本发明的电路设计包括用于检测环境温度的温度检测电路，温度检测电路连接有为温度检测电路提供工作电压的供电电路和用于输出温度检测结果的输出电路；所述供电电路向温度检测电路间断性的输出电平信号，在供电电路向温度检测电路输出电平信号期间，温度检测电路检测环境温度，输出电路根据温度检测电路检测的温度信号输出温度检测结果。
[0029]如图1所示，温度检测电路包括热敏电阻RTl、定值电阻Rl、电源输入端和电压检测端；所述热敏电阻RTl的一端为电源输入端，连接供电电路，另一端通过定值电阻Rl接地；电压检测端设置于热敏电阻RTl和定值电阻Rl的连接处，电压检测端连接输出电路并且通过电容Cl接地。
[0030]当环境温度变化时热敏电阻RTl的阻值会随着温度的变化而产生变化，定值电阻Rl为串联电阻，该电阻提供一个固定的阻值，通过比较这个定值电阻Rl的固定阻值与热敏电阻RTl的变化阻值之间的比例来判断热敏电阻RTl的在此温度状态下的实际阻值。当热敏电阻RTl的阻值变化时，热敏电阻RTl与定值电阻Rl的分压值也会产生变化，在电压检测端检测其分压值，可以得出此时RTl的实际电阻值，从而得出此时RTl检测到的环境温度值，完成整个温度检测的过程。
[0031]在本发明的设计中，供电电路和输出电路的选择可以有多种情况组合，下面结合具体实施例进行进一步的说明。
[0032]实施例1:
[0033]如图2所示，在此实施例中，供电电路为方波发生器，方波发生器为以NE555(U4)时基集成电路为主电路的电路设计。其中，NE555 (U4)的电源端(4号端子)连接有由C3、C4、C5、C6、U1、L1、R2和R3组成的稳压电源(如图3所示)，输出端(3号端子)连接温度检测电路的电源输入端，此电路中还包括NE555(U4)的外围辅助电路(R10、R11、C2、C15)。
[0034]方波发生器向温度检测电路按照固定的时间间隔提供高电平电压，此功能由NE555时基集成电路实现。NE555与其外围电路组成了多谐振荡器电路，通过此多谐振荡电路可以提供一个矩形波输出，其波峰处为一个平稳的高电平电压输出，波谷为一个低电平电压输出。
[0035]当其电压输出状态为一个持续的低电平时，温度检测电路的电源输入端电压值为0，其电压检测端没有电压信号输出，输出电路不动作。此时，整个电路处于省电状态，不产生电量损耗。
[0036]当电压输出状态为一个持续的高电平时，温度检测电路的电源输入端得到一个稳定的电压值，其电压检测端有电压信号输出，输出电路动作，此时整个电路进入工作状态，产生电量损耗。
[0037]在此实施例中，输出电路由运算放大器(U3-A、U3-B、U3_C、U3-D)、电阻(R5、R6、R7、R8、R9)和发光二极管(D1、D2、D3、D4)组成，运算放大器(U3-A、U3_B、U3-C、U3_D)的同相输入端并联后连接温度检测电路的电压检测端；所述电阻(R5、R6、R7、R8、R9)之间串联连接，并且电阻(R5、R6、R7、R8、R9)之间串联连接点处连接运算放大器(U3_A、U3_B、U3-C、U3-D)的反相输入端；所述运算放大器(U3-A、U3-B、U3-C、U3-D)的输出端通过发光二极管(D1、D2、D3、D4)接地。
[0038]当温度变化时热敏电阻RTl电阻变化，分压电阻的电压产生，当定值电阻Rl上的电压高于输出电路串联电阻R9上的电压时，运算放大器U3-D产生偏转，发光二极管(LED)Dl亮，当电压继续增加时发光二极管D2、D3、D4依次点亮，四个发光二极管的亮灭情况可以指示不同的温度范围，用户可以根据四个发光二极管的亮灭情况判断温度范围，具体温度范围如图8所示。
[0039]在实际电路使用中，可根据实际情况调整判断级数，举例为4级，同时可根据实际情况来调节串联电阻R5、R6、R7、R8、R9的阻值来调整温度区间。
[0040]此实施例可以得出当前环境温度的温度区间，无法得出准确的温度值，并且其输出电路的串联电阻数量越多，其检测的区间的数量也就越多，区间值的温度跨度也就越小，检测精度从而得到提闻。
[0041]此实施例通过供电电路的时序电压输出，降低了整个电路的电量损耗，在实际使用过程中，其省电量可以达到实际消耗的50%，有效节省了电池的电量损耗，提高了电池单次充电的使用时间。
[0042]此实施例仅在需要粗略判断环境温度的情况下使用，无法得到准确的温度值，如需精确检测当前的温度值，需要采用实施例2的实施方案，具体实施方案在下面说明。
[0043]实施例2:
[0044]如图4和图5所示，在此实施例中，供电电路和输出电路合并为MCU(U2)及其辅助电路，MCU (U2)的可控电平输出端TEMP_DEP_CTR端(P6.3)连接温度检测电路的电源输入端。MCU (U2)的TEMP_DET (P6.0)连接温度检测电路的电压检测端。
[0045]在测量过程中，MCU(U2)通过测量温度检测电路的电压检测端的电压来计算当前温度，MCU_TEMP_DET_CTR 为 MCU 控制电流回路的 GP1。C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、XTl为MCU系统的外围电路，起到控制温度检测时间，以及进行电压检测的功能。
[0046]当需要测量当前温度时，MCU(U2)将MCU_TEMP_DET_CTR 口电平拉低，此时形成串联电流回路，然后MCU (U2)通过TEMP_DET来检测当前温度检测电路的电压检测端的电压值算出当前定值电阻Rl与热敏电阻RTl之间的电阻比例，计算出当前热敏电阻RTl的阻值，然后通过查表得出当前温度，实现准确的温度检测。
[0047]当不需要测量温度时，MCU (U2)将MCU_TEMP_DET_CTR 口电平拉高，此时MCU_TEMP_DET_CTR电压与VCC电压相等，无法形成电流回路，也就不会产生电量的消耗，因此实现省电模式。
[0048]在此实施例中，MUC的供电输出可以为短时间的高电平信号，也可以为方波信号。在供电输出为高电平信号时，其高电平的输出时间为一次温度检测过程持续的时间，在此情况下省电效果最好；在供电输出为方波信号时，其省电效果等同于实施例1。
[0049]在此实施例中，MCU通过接收外部信号进行方波输出或者高电平输出的解决方案为现有技术，在由谭浩强编著的《C语言程序设计(第四版)》中已经记载(出版日期--2010年6月I日，出版社一清华大学出版社)，并且给出了解决方案，实现方案不需要编写特定的软件，通过MCU的内部电路结构和现有的软件解决方案即可实现，本申请保护的是硬件电路的连接结构，不包含软件部分。
[0050] 实施例3:
[0051 ] 如图6所示，在此实施例中，供电电路为以NE555时基集成电路为主电路的方波发生器。输出电路为MCU(U2)，MCU(U2)的TEMP_DET端连接温度检测电路的电压检测端。
[0052]此实施例的实施方式和有益效果在实施例1和2中已经描述，在此不再赘述。
[0053]实施例4:
[0054]如图7所示，在此实施例中，供电电路为MCU(U2)，MCU(U2)的可控电平输出端TEMP_DEP_CTR端(P6.3)连接温度检测电路的电源输入端。输出电路由运算放大器(U3-A、U3-B、U3-C、U3-D)、电阻(R5、R6、R7、R8、R9)和发光二极管(D1、D2、D3、D4)组成，运算放大器(U3-A、U3-B、U3-C、U3-D)的同相输入端并联后连接温度检测电路的电压检测端；所述电阻(R5、R6、R7、R8、R9)之间串联连接，并且R5、R6、R7、R8、R9之间串联连接点处连接U3-A、U3-B、U3-C、U3-D的反相输入端；所述运算放大器(U3_A、U3_B、U3_C、U3-D)的输出端通过发光二极管(D1、D2、D3、D4)接地。
[0055]此实施例的实施方式和有益效果在实施例1和2中已经描述，在此不再赘述。
[0056]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本【技术领域】的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种可实现省电模式的温度检测系统，其特征在于:包括用于检测环境温度的温度检测电路，温度检测电路连接有为温度检测电路提供工作电压的供电电路和用于输出温度检测结果的输出电路；所述供电电路向温度检测电路间断性的输出电平信号，在供电电路向温度检测电路输出电平信号期间，温度检测电路检测环境温度，输出电路根据温度检测电路检测的温度信号输出温度检测结果。
2.根据权利要求1所述的可实现省电模式的温度检测系统，其特征在于:所述温度检测电路包括热敏电阻和定值电阻；所述热敏电阻的一端为电源输入端，连接供电电路，另一端通过定值电阻接地；热敏电阻和定值电阻的连接处设置为电压检测端，电压检测端连接输出电路并且通过电容接地。
3.根据权利要求2所述的可实现省电模式的温度检测系统，其特征在于:所述供电电路为方波发生器，方波发生器的电源端连接有稳压电源，输出端连接温度检测电路的电源输入端。
4.根据权利要求2所述的可实现省电模式的温度检测系统，其特征在于:所述供电电路为MCU，MCU的可控电平输出端连接温度检测电路的电源输入端。
5.根据权利要求3或4所述的可实现省电模式的温度检测系统，其特征在于:所述输出电路包括N个运算放大器、N+1个电阻和N个发光二极管(N为大于I的整数)，N个运算放大器的同相输入端并联后连接温度检测电路的电压检测端；N+1个电阻之间为串联电路，并且串联电路的一端接入稳压电源，另一端接地，两两相邻电阻的连接点处连接运算放大器的反相输入端；所述运算放大器的输出端通过发光二极管接地。
6.根据权利要求3或4所述的可实现省电模式的温度检测系统，其特征在于:所述输出电路为MCU，MCU的TEMP_DEP_CTR端连接温度检测电路的电源输入端，MCU的TEMP_DET端连接温度检测电路的电压检测端。
7.根据权利要求3所述的可实现省电模式的温度检测系统，其特征在于:所述方波发生器包括一个NE555时基集成电路，NE555时基集成电路的输出端连接温度检测电路的电源输入端，NE555时基集成电路的复置端连接稳压电源。
【文档编号】G01K7/24GK104330187SQ201410613997
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】林大鹏 申请人:青岛歌尔声学科技有限公司