一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻及其组合结构的制作方法

本实用新型属于自动化测试测量技术领域，具体涉及一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻，本实用新型还涉及一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻的组合结构。

背景技术：

在航空航天和相关工业领域中，存在很多采用多路甚至高达几百路的NTC(负温度系数)或PTC(正温度系数)热敏电阻作为温度反馈的应用，而控温产品或装置则作为采集热敏电阻反馈信号的核心控制部件。由于外部热敏电阻较多，在对控温产品或装置进行性能指标的测试时，大都人为改变电阻值或更换不同阻值的电阻来模拟外部温度状态及温度变化，操作十分不便，效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻，解决了现有技术中电阻更换操作不便，效率低下的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻，包括与外部接口电路连接的数字电位器组合电路模块，数字电位器组合电路模块中包含N个数字电位器组合电路，数字电位器组合电路模块通过SPI总线与FPGA模块连接，FPGA模块还与RS485接口模块连接，FPGA模块还与程序加载模块连接，数字电位器组合电路模块还与电源变换电路连接。

本实用新型的特点还在于：

数字电位器组合电路模块中包含的数字电位器组合电路的个数N的取值范围是1≤N≤41。

FPGA模块包括SPI通讯管理器和全局时钟复位管理模块，全局时钟复位管理模块与基准时钟模块和复位电路连接。

RS485接口模块实现RS485差分信号到TTL信号的转换，该电路连接FPGA模块。

复位电路和全局时钟复位管理模块，主要实现本实用新型的上电复位和对计算机复位信号的延迟处理，确保可靠复位，该电路连接FPGA。

电源变换电路，通过电压变换实现了本实用新型所需要的各种电压，该电路为本实用新型中的所有芯片供电。

基准时钟电路的作用是，为FPGA模块提供基准时钟；外部接口电路，主要提供模拟热敏电阻的接口，该电路连接各路数字电位器组合电路的输出端。

数字电位器组合电路，包括依次连接的信号接收端口，指令接收、解析及控制模块和电阻输出端口，电阻输出端口与外部接口电路连接。

数字电位器组合电路通过信号接收端口接收FPGA发出的SPI指令，通过指令接收、解析及控制模块进行计算后，通过电阻输出端口输出相应的电阻值，电阻输出端口与外部接口电路连接，反馈当前的电阻信息。

本实用新型的另一技术方案是，一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻的组合结构，包括M个可组合的多通道数控式模拟热敏电阻，M个可组合的多通道数控式模拟热敏电阻均与一个RS485控制器连接。

本实用新型的有益效果是，在航空航天或相关工业控温领域的自动化测试应用中，通过控制该电路输出不同的电阻值来代替常规NTC或PTC热敏电阻通过阻值指示温度的作用，节省了用户在针对控温产品或装置进行测试时在搭建温度变化环境方面的时间和成本，同时也方便构建自动化的控温测试系统，提高测试效率。依靠计算机强大的接口通讯功能使得电阻阻值可根据测试需要随意改变，可更方便的通过电阻阻值的变化来模拟外部温度状态和温度变化，且很容易针对控温产品或装置开发自动化的测试系统，测试效率更高，测试数据保存更为方便、集成度高、扩展性强，兼容性更好。

附图说明

图1是本实用新型一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻的结构示意图；

图2本实用新型一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻中的数字电位器组合电路的原理图；

图3本实用新型扩展连接示意图。

图中，1.数字电位器组合电路模块，2.FPGA模块，3.RS485接口模块，4.SPI通讯管理器，5.全局时钟复位管理模块，6.基准时钟，7.复位电路，8.程序加载模块，9.电源电压模块，10.数字电位器组合电路，11.信号接收端口，12.指令接收、解析及控制模块，13.电阻输出端口，14.JTAG调试接口，15.外部接口电路，16.RS485控制器，17.多通道数控式模拟热敏电阻。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻，如图1所示，包括与外部接口连接的数字电位器组合电路模块1，数字电位器组合电路模块1中包含N个数字电位器组合电路10，其中，1≤N≤41；数字电位器组合电路模块1还与电源变换电路9连接。

数字电位器组合电路模块1通过SPI总线与FPGA模块2连接，FPGA模块2包括SPI通讯管理器4和全局时钟复位管理模块5，全局时钟复位管理模块5与基准时钟模块6和复位电路7连接，FPGA模块2还与RS485接口模块3连接，FPGA模块2还与程序加载模块8连接。

其中，FPGA模块2是本实用新型的总线管理及核心控制电路。该电路通过RS485总线接口电路实现和计算机的通讯、41路SPI局部总线的通讯管理、在上电时实现内部状态初始化、并根据计算机指令完成内部自检。总线管理主要是实现SPI总线通讯管理和RS485总线通讯，核心控制主要实现上电初始化、时钟分配、复位管理，自检等。

RS485接口模块实现RS485差分信号到TTL信号的转换，该电路连接FPGA模块。

电源变换电路9，通过电压变换实现了本实用新型所需要的各种电压，该电路为本实用新型中的所有芯片供电。

复位电路7和全局时钟复位管理模块5，主要实现本实用新型的上电复位和对计算机复位信号的延迟处理，确保可靠复位，该电路连接FPGA，具体连接关系请参见该图中对应的电路网络表。

基准时钟电路6的作用是，为FPGA模块2提供基准时钟。

外部接口电路15，主要提供模拟热敏电阻的接口，该电路连接各路数字电位器组合电路10的输出端。

数字电位器组合电路10，其结构如图2所示，包括依次连接的信号接收端口11，指令接收、解析及控制模块12和电阻输出端口13，该电路通过信号接收端口11接收FPGA发出的SPI指令，通过运算模块12进行计算后，通过电阻输出端口13输出相应的电阻值，电阻输出端口13与外部接口电路15连接，反馈当前的电阻信息。

本实用新型的整个工作过程为，RS485接口模块接收外部计算机的控制指令，通过与之连接的FPGA模块进行解析后，通过SPI通讯管理器4对数字电位器组合电路模块1中的N个数字电位器组合电路10进行控制，使其在接收指令并进行运算后输出相应的电阻值，通过外部接口电路应用于外部设备，以实现不同阻值的输出。

本实用新型一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻的组合结构，如图3所示，包括M个可组合的多通道数控式模拟热敏电阻17，M个可组合的多通道数控式模拟热敏电阻17均与一个RS485控制器16连接。

本实用新型是一种可组合的多通道数控式模拟热敏电阻的组合结构，可通过RS485总线进行通道扩展，当进行M个扩展时，则可控的模拟热敏电阻通道变为41×M个，其中，M小于RS485总线电气连接的极限。

当组合使用时，可赋予本实用新型不同的识别地址，RS485控制器通过不同的识别地址来区分各个模块，并对该模块内部的各个模拟热敏电阻通道发送指令，对应的模拟热敏电阻通道接收指令后，对指令进行解析，然后控制并输出设定的电阻值。