一种数字温度传感器及其温度校准方法、存储介质与流程

发明涉及集成电路
技术领域：
，尤其涉及一种数字温度传感器及其温度校准方法、存储介质。
背景技术：
数字温度传感器（digitalthermometer，dt）通过将温度敏感器件和相关的模数转换电路、校准电路集成在单颗芯片上，可以将温度直接转化为用户可读的、精度修调准确的数字信号，具有使用方便，精度高，一致性好，不需要用户校准等特点。数字温度传感器在温度转换为数字信号的过程中，由于温度敏感器件、模数转换电路和温度之间由于受到各种工艺与环境因素的影响，导致真实温度值和数字读数间存在偏差，因此需要对转化后的数字信号进行再次处理。这个再次处理的过程称为校准过程，其目的是纠正偏差中的线性部分和非线性部分，从而生成更高精度的数字信号。现有的数字温度传感器的温度校准方法通常分为两种：一种是使用函数拟合的方法进行校准；另一种是使用分段查表的方法进行校准。然而，使用函数拟合的方法进行校准既需要误差表现出较好的函数特性，同时该函数还不能过于复杂以方便在传感器片上实现；使用分段查表的方法进行校准时校准参数需要占用较大系统内存空间。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种数字温度传感器及其温度校准方法、存储介质，能够节省校准参数占用的系统内存空间，提高了校准精度。第一方面，本发明实施例提供了一种数字温度传感器的温度校准方法，数字温度传感器与上位机通过单总线协议进行通讯，以使得数字温度传感器具有可编程、可配置性，该方法包括：数字温度传感器接收温度测量指令，并根据温度测量指令，获取第一温度信息，其中，第一温度信息为待校准的温度信息；数字温度传感器利用第一参数，对第一温度信息进行校准，生成第二温度信息；数字温度传感器获取第二参数；数字温度传感器利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息，其中，第三温度信息为校准后的温度信息。可选的，数字温度传感器获取第二参数，具体包括：数字温度传感器根据第二温度信息，查找与第二温度信息对应的温度区间；数字温度传感器根据第二温度信息对应的温度区间，获取第二参数，其中，第二参数为第二温度信息对应的温度区间的校准参数。可选的，在数字温度传感器获取第一温度信息前，方法还包括：数字温度传感器将所有温度区间的校准参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中。可选的，方法还包括：数字温度传感器将第一参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中。可选的，方法还包括：数字温度传感器存储第三温度信息。第二方面，本发明实施例还提供了一种数字温度传感器，数字温度传感器与上位机通过单总线协议进行通讯，以使得数字温度传感器具有可编程、可配置性，数字温度传感器包括控制单元、寄存单元、非易失性存储单元和测温单元；控制单元，用于接收温度测量指令；测温单元，用于根据温度测量指令，获取第一温度信息，并对第一温度信息进行校准，生成第二温度信息；获取第二参数，并利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息，其中，第一温度信息为待校准的温度信息，第三温度信息为校准后的温度信息；寄存单元，用于存储数字温度传感器的控制信息和第三温度信息；非易失性存储单元，用于存储所有温度区间的校准参数和第一参数。可选的，测温单元包括温度敏感器件、模数转换电路和校准单元。可选的，校准单元包括基础校准子单元和二次校准子单元；基础校准子单元，用于利用第一参数，对第一温度信息进行校准，生成第二温度信息；二次校准子单元，用于获取第二参数，并利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息。可选的，二次校准子单元包括区间选择模块、温度补偿模块和参数选择模块；区间选择模块，用于根据第二温度信息，查找与第二温度信息对应的温度区间；参数选择模块，用于根据第二温度信息对应的温度区间，获取第二参数，其中，第二参数为第二温度信息对应的温度区间的校准参数；温度补偿模块，用于利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息，其中，第三温度信息为校准后的温度信息。第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的数字温度传感器的温度校准方法。本发明实施例提供的技术方案，在数字温度传感器获取第一温度信息后，通过利用第一参数，对第一温度信息进行校准，生成第二温度信息；随后数字温度传感器获取第二参数，并利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息。通过两次温度校准，即基础校准和二次校准相结合的方式，基础校准将待校准的温度信息修正到误差较小的区间，减少了二次校准所需要的校准参数占用的系统内存空间，大大减低了二次校准的难度，同时提高了校准精度，具有方便用户扩展、安全等特点。附图说明图1为本发明实施例一提供的一种数字温度传感器的温度校准方法的流程示意图；图2为本发明实施例一提供的另一种数字温度传感器的温度校准方法的流程示意图；图3为本发明实施例一提供的又一种数字温度传感器的温度校准方法的流程示意图；图4为本发明实施例二提供的一种数字温度传感器的结构示意图；图5为本发明实施例二提供的另一种数字温度传感器的结构示意图；图6为本发明实施例二提供的又一种数字温度传感器的结构示意图；图7为本发明实施例二提供的还一种数字温度传感器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本发明实施例中提到的“和/或”是指包括一个或更多个相关所列项目的任何和所有组合。本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。另外，本发明下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本发明实施例对此不作具体限制。实施例一图1是本发明实施例一提供的一种数字温度传感器的温度校准方法的流程示意图。数字温度传感器与上位机通过单总线协议进行通讯，以使得数字温度传感器具有可编程、可配置性。该方法包括如下步骤：s101、数字温度传感器接收温度测量指令，并根据温度测量指令，获取第一温度信息，其中，第一温度信息为待校准的温度信息。具体的，数字温度传感器接收的温度测量指令是上位机发送的。上位机和数字温度传感器之间通过单总线协议（1-wireprotocol）进行通讯，其中，单总线协议可以使用一根信号线，实现了上位机和多个数字温度传感器间的半双工通讯。可选的，上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，例如pc。数字温度传感器在接收到温度测量指令后，可以根据温度测量指令，获取第一温度信息。具体的，数字温度传感器可以利用测温单元来测量第一温度信息。示例性的，数字温度传感器的测温单元测量到第一温度信息后，数字温度传感器将温度值转化为电压值，不同温度值对应不同电压值，温度值和电压值之间理想情况是线性的，实际过程中由于各种因素，该关系为近似的线性关系。该电压值经过转化生成相应的数字信号，数字信号和电压值的理想情况是线性的，实际过程中由于各种因素，该关系也为近似的线性关系，本发明实施例对此不作具体限制。s102、数字温度传感器利用第一参数，对第一温度信息进行校准，生成第二温度信息。数字温度传感器在获取第一温度信息后，利用第一参数，采用函数拟合的方法，对第一温度信息进行校准，生成第二温度信息。步骤s102中对第一温度信息进行校准的过程可以称为基础校准。具体的，数字温度传感器可以利用第一参数（即基础校准参数）将步骤s101中获取的数字信号按照线性关系转化为可读的温度值。基础校准可以将待校准的温度信息修正到误差较小的区间。s103、数字温度传感器获取第二参数。具体的，图2是本发明实施例一提供的另一种数字温度传感器的温度校准方法的流程示意图。步骤s103具体可以包括步骤s103a和s103b：s103a、数字温度传感器根据第二温度信息，查找与第二温度信息对应的温度区间。s103b、数字温度传感器根据第二温度信息对应的温度区间，获取第二参数，其中，第二参数为第二温度信息对应的温度区间的校准参数。具体的，不同的温度信息可以对应不同的温度区间。示例性的，数字温度传感器获取到第二温度信息后，可以根据第二温度信息，查找与第二温度信息对应的温度区间，并获取第二温度信息对应的温度区间的校准参数（即第二参数）。s104、数字温度传感器利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息，其中，第三温度信息为校准后的温度信息。数字温度传感器在获取到第二参数后，利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息。步骤s104中对第二温度信息进行校准的过程可以称为二次校准。具体的，由于基础校准已经将待校准的温度信息修正到误差较小的区间，参数位数已经被有效减少，因此在进行二次校准时，在相同的存储空间内可以保存更多的温度区间的校准参数，第二参数占用的系统内存空间大大降低，有效的支持温度区间数量的增加，帮助将温度区间划分更为细致，从而减低了二次校准的难度。同时，由于对不同的温度信息划分了不同的温度区间，每个温度区间采用不同的校准参数进行校准，使得温度区间分割得更加细致，大大增加了分段校准消除非线性误差的效果，从而提高了校准精度。在本发明上述实施例的基础上，图3是本发明实施例一提供的又一种数字温度传感器的温度校准方法的流程示意图。如图3所示，除包括上述实施例中的步骤s101-步骤s104外，在执行步骤s101之前，还包括：s100a、数字温度传感器将所有温度区间的校准参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中。需要说明的是，非易失性存储单元中存储所有温度区间的校准参数的区域为隐藏空间，用户无法对其进行直接访问。可选的，非易失性存储单元中可用的存储空间为10字节。另外，数字温度传感器将所有温度区间的校准参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中的方法具体可以包括如下两种场景：场景一、数字温度传感器从用户模式切换为配置模式；数字温度传感器将所有温度区间的校准参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中；数字温度传感器从配置模式切换为用户模式。具体的，上位机可以通过放出单总线配置指令cmd_conf，将数字温度传感器从用户模式切换为配置模式，然后依次将使用单总线指令cmd_write_regn（n=0,1,2,…）配置数字温度传感器的寄存单元，当配置结束后，依次使用cmd_save_nvmm（m=0,1,2,…）将所有温度区间的校准参数从寄存单元中保存到非易失性存储单元中。场景二、数字温度传感器直接将所有温度区间的校准参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中。又可选的，上位机直接访问非易失性存储单元，上位机放出指令cmd_save_nvmm（m=0,1,2,…）表示对非易失性存储单元的m区域进行操作，随后立即放出需要写入该区域的数据cmd_nvm_datam（m=0,1,2,…）。s100b、数字温度传感器将第一参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中。需要说明的是，非易失性存储单元中存储第一参数的区域为隐藏空间，用户无法对其进行直接访问。需要说明的是，步骤s100b为选择性执行步骤。若步骤s100b不执行，则非易失性存储单元中未存储有第一参数，因此，数字温度传感器的寄存器中需要存储第一参数。具体的，步骤s100b数字温度传感器将第一参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中的方法与上述步骤s100a类似，为了简洁，此处不再赘述。另外，如图3所示，在执行步骤s104之后，还包括：s105、数字温度传感器存储第三温度信息。具体的，数字温度传感器将第三温度信息存储在寄存器中。若上位机需求数字温度传感器反馈第三温度信息，则数字温度传感器发送携带有第三温度信息的温度响应指令至上位机。本发明实施例提供一种数字温度传感器的温度校准方法，包括：数字温度传感器接收温度测量指令，并根据温度测量指令，获取第一温度信息，其中，第一温度信息为待校准的温度信息；数字温度传感器利用第一参数，对第一温度信息进行校准，生成第二温度信息；数字温度传感器获取第二参数；数字温度传感器利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息，其中，第三温度信息为校准后的温度信息。通过两次温度校准，即基础校准和二次校准相结合的方式，基础校准将待校准的温度信息修正到误差较小的区间，参数位数已经被有效减少，因此在进行二次校准时，在相同的存储空间内可以保存更多的温度区间的校准参数，第二参数占用的系统内存空间大大降低，有效的支持温度区间数量的增加，帮助将温度区间划分更为细致，从而减低了二次校准的难度。同时由于对不同的温度信息划分了不同的温度区间，每个温度区间采用不同的校准参数进行校准，使得温度区间分割得更加细致，大大增加了分段校准消除非线性误差的效果，从而提高了校准精度。实施例二图4是本发明实施例二提供的一种数字温度传感器的结构示意图。数字温度传感器与上位机通过单总线协议进行通讯，以使得数字温度传感器具有可编程、可配置性。数字温度传感器包括控制单元10、寄存单元11、非易失性存储单元12和测温单元13。控制单元10，用于接收温度测量指令。具体的，温度测量指令可以是上位机发送的。上位机和控制单元10之间通过单总线协议进行通讯。测温单元13，用于根据温度测量指令，获取第一温度信息，并对第一温度信息进行校准，生成第二温度信息；获取第二参数，并利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息，其中，第一温度信息为待校准的温度信息，第三温度信息为校准后的温度信息。寄存单元11，用于存储数字温度传感器的控制信息和第三温度信息。具体的，寄存单元11中存储数字温度传感器的控制信息和第三温度信息可以来自控制单元10，也可以来自非易失性存储单元12，本发明实施例对此不作具体限制。非易失性存储单元12，用于存储所有温度区间的校准参数和第一参数。具体的，非易失性存储单元12中存储的信息，在数字温度传感器断电后也不会消失，以保证数字温度传感器断电后再上电时可以快速恢复断电前的配置状态。可选的，非易失性存储单元中可用的存储空间为10字节。示例性的，非易失性存储单元12可以分为若干宏块，对各个宏块的处理以原子性的操作进行。原子性的操作是指对宏块的读写是整体进行的。任何宏块的内容只有被全部转载到寄存单元11后才会发生控制的作用。其中，宏块的划分可以按照属性的不同交叉划分，宏块和宏块之间允许存在交叉、包含、互斥关系。在非易失性存储单元12中，将存储空间预先定义为大小相同或不同的若干区域（即存储阵列），并得到相应的区块划分信息。同时为各区域赋予预定义宏属性，得到属性划分信息。需要理解的是，存储阵列是实际存储器件，区块划分信息和属性划分信息是存储阵列在使用时用到的宏信息。其中，区块划分的过程中允许区块和区块之间的空间存在重叠。例如区块0可以定义存储整列的第0，1，3，5这四个存储位置的集合，区块1可以定义为存储整列0，1，2这三个存储位置的集合。属性划分信息和区块划分信息相对应，指明该区块上可以进行的操作。例如可定义为隐藏空间、系统空间、用户空间三类宏属性，当某区域为隐藏空间时，该空间对用户不可见，用户无法对其进行读写操作；当某区域为系统空间时，用户可以读出该区域的内容，但是无法写入该区域；当某区域为用户空间时，用户可以对该区域进行读写操作。当需要读写隐藏区域或者写入系统区域时，需要特定操作将测温度测定模块设定到配置模式后才可以操作，以避免用户对该区域的误操作。在划分出的区域中，可以有一个或多个位置用于存储所有温度区间的校准参数和第一参数。以存储所有温度区间的校准参数为例，表1是本发明实施例二提供的一种非易失性存储单元内存储所有温度区间的校准参数的示意列表。表1温度区间0温度区间0的校准参数温度区间1温度区间1的校准参数……温度区间k温度区间k的校准参数其中，表1所示的区域为隐藏空间，用户无法对其进行直接访问。非易失性存储单元12中划分的每个区域至少包括一个温度区间及其校准参数。同时，由于对不同的温度信息划分了不同的温度区间，每个温度区间采用不同的校准参数进行校准，使得所有温度区间的校准参数所需要的存储空间大大减小，因此可以将多个温度区间的校准参数压缩存储在同一个位置上，以形成另外一种存储结构。示例性的，表2是本发明实施例二提供的另一种非易失性存储单元内存储所有温度区间的校准参数的示意列表。表2温度区间0温度区间0的校准参数温度区间1温度区间1的校准参数…………温度区间k温度区间k的校准参数又示例性的，表3是本发明实施例二提供的又一种非易失性存储单元内存储所有温度区间的校准参数的示意列表。表3温度区间0温度区间1温度区间2温度区间0的校准参数温度区间1的校准参数温度区间2的校准参数………………温度区间k-2温度区间k-1温度区间k温度区间k-2的校准参数温度区间k-1的校准参数温度区间k的校准参数另外，非易失性存储单元12存储所有温度区间的校准参数和第一参数的方法具体可以包括如下两种场景：场景一、数字温度传感器从用户模式切换为配置模式；数字温度传感器将所有温度区间的校准参数和第一参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中；数字温度传感器从配置模式切换为用户模式。具体的，上位机可以通过放出单总线配置指令cmd_conf，将数字温度传感器从用户模式切换为配置模式，然后依次将使用单总线指令cmd_write_regn（n=0,1,2,…）配置数字温度传感器的寄存单元11，当配置结束后，依次使用cmd_save_nvmm（m=0,1,2,…）将所有温度区间的校准参数和第一参数从寄存单元11中保存到非易失性存储单元12中。场景二、数字温度传感器直接将所有温度区间的校准参数和第一参数存储在数字温度传感器的非易失性存储单元中。又可选的，上位机直接访问非易失性存储单元12，上位机放出指令cmd_save_nvmm（m=0,1,2,…）表示对非易失性存储单元12的m区域进行操作，随后立即放出需要写入该区域的数据cmd_nvm_datam（m=0,1,2,…）。需要说明的是，无论是直接还是间接访问非易失性存储单元12，操作都必须以区块划分里定义的区块为基本单位，原子性的进行。例如，直接写问非易失性存储单元12的某特定区块时，上位机向控制单元10发出合适的指令或指令序列后，将全部写数据传输到控制单元10中，该过程需要相对于区块来说是原子性的，不能在操作某个区块未完成时操作其他区块。当间接写某特定区块时，上位机第一步先将数据写入寄存单元11中，第二步通知控制单元10将数据从寄存单元11中搬入非易失性存储单元12中，其中第一步和第二步可以分别独立进行，并且第一步可以是非原子性的，不需要对整个区块进行操作，第二步由于操作了非易失性存储单元12，必须是原子性的。当区域的权限不允许对该区域进行对应的操作时，该操作失败。可选的，结合图4，图5是本发明实施例二提供的另一种数字温度传感器的结构示意图。测温单元13包括温度敏感器件130、模数转换电路131和校准单元132。具体的，温度敏感器件130将温度值转化为电压值，不同温度值对应不同电压值，温度值和电压值之间理想情况是线性的，实际过程中由于各种因素，该关系为近似的线性关系。模数转换电路131将电压值转化生成相应的数字信号，数字信号和电压值的理想情况是线性的，实际过程中由于各种因素，该关系也为近似的线性关系。可选的，结合图5，图6是本发明实施例二提供的又一种数字温度传感器的结构示意图。校准单元132包括基础校准子单元1320和二次校准子单元1321。基础校准子单元1320，用于利用第一参数，对第一温度信息进行校准，生成第二温度信息；二次校准子单元1321，用于获取第二参数，并利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息。可选的，结合图6，图7是本发明实施例二提供的还一种数字温度传感器的结构示意图。二次校准子单元1321包括区间选择模块a、温度补偿模块b和参数选择模块c；区间选择模块a，用于根据第二温度信息，查找与第二温度信息对应的温度区间；参数选择模块b，用于根据第二温度信息对应的温度区间，获取第二参数，其中，第二参数为第二温度信息对应的温度区间的校准参数；温度补偿模块c，用于利用第二参数，对第二温度信息进行校准，生成第三温度信息，其中，第三温度信息为校准后的温度信息。本发明实施例提供的以上数字温度传感器，可执行本发明方法实施例所提供的数字温度传感器的温度校准方法中数字温度传感器所执行的步骤，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。实施例三本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的一种数字温度传感器的温度校准方法，该方法具体可以但不限于上述各方法实施例所公开的内容。本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（cd-rom）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++、ruby、go，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网（lan）或广域网（wan）—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本公开可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器（read-onlymemory,rom）、随机存取存储器（randomaccessmemory,ram）、闪存（flash）、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本公开各个实施例的方法。值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本公开的保护范围。注意，上述仅为本公开的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本公开不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本公开的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本公开进行了较为详细的说明，但是本公开不仅仅限于以上实施例，在不脱离本公开构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本公开的范围由所附的权利要求范围决定。当前第1页12