CN103528620A - 一种多参量传感***集成芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多参量传感***集成芯片，涉及一种半导体集成电路，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有多个管脚，其特征在于：在芯片上设有参考基准模块、电源模块、通道切换模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。与现有技术相比具有以下优点，该结构可以同时测量不同传感器的物理量进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本适用于各个工业领域中的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路，具体的说是一种能够将不同物理参量的控制器信息通过一个***集成芯片同时进行数据采集，处理并以不同形式进行传输的一种多参量传感***集成芯片。
背景技术
传统的传感***有很多局限性，只能提供模拟信号输出，且在大多数应用中输出端都需要另外配置比较器、数模转换器或放大器等。因此还受到封装体积以及准确度的制约，限制了其在微型化高端电子产品中的应用。随着集成工艺的发展，半导体集成传感器将辅助电路中的元件和传感元件同时集成在一块芯片上，具有价格低廉，设计简单，测量精确，高度集成等优点，在计算机、电信、工业控制等领域得到广泛的应用。同时可以有效的节省了空间降低成本。近年来，集成传感器在平均价格有所下降的同时，销售率却以17％-18％的速度持续增长，总销售收入达到50亿美元，因此半导体传感器的设计及芯片集成技术的关键问题成了各个高科技企业的研究重点。但是目前的传感器芯片只能单一的实现某一个传感器的输出问题，不能同时实现可以同时测量温度传感器，压力传感器、液位传感器、湿度传感器，位移传感器，角度传感器，磁场强度传感器，光纤传感器和气敏传感器，加速度传感器，光电传感器等传感器的多组物理量的测量并且输出。目前有少数的学校和科研机构试验性的研制可测量多参量传感***，但是由于研发过程中采用多个芯片***集成度较低，稳定性较差，传输数据误差较大，***功耗大，尺寸大，成本高。目前，还没有一种可以同时测量不同传感器的物理量进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度 高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本，适用于电力，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的集成芯片。
发明内容
本发明的目的是提供一种多参量传感***集成芯片，该结构可以同时测量不同传感器的物理量进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本，适用于电力，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的功能。
根据本发明第一方面，提供了一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有多个管脚，其特征在于：所述芯片的管脚通过基板管脚与1个以上的传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、通道切换模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
一种多参量传感***集成芯片，其中所述基板上的各个功能模块的连接关系为：通道切换模块通过管脚与1个以上的传感器进行连接并将其模拟信号输入切换后将模拟信号传输至可编程放大模块中进行模拟信号放大，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给可编程放大模块实现信号的稳定；稳定后的模拟信号传输至模数转换模块中进行模拟信号换转为数字信号，同时参考基准信号给模数转换模块提供一个稳定的电压信号实现信号的二次稳定；经过模数转换后的稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了不同物理量信息，实现各个物理量的采集和变换，处理后的物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行 传输，电源模块为各个功能模块提供所需电源；可调时钟模块分别于连接通道切换模块，模数转换模块，信号处理模块和通讯模块连接；其中，可调时钟模块分别为通道模块提供可调节的时间切换，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，为通讯模块提供了通讯速率。
一种多参量传感***集成芯片，其中所述芯片的管脚通过基板管脚与下列传感器中的一个或多个进行连接，所述传感器可以为温度传感器，压力传感器，液位传感器，湿度传感器，位移传感器，角度传感器，磁场强度传感器，光纤传感器，气敏传感器，加速度传感器，放射性辐射传感器，电磁传感器，光电传感器和化学传感器。
一种多参量传感***集成芯片，其中所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；其中，
所述存储***：用于存储不同传感器所需的不同运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成各种物理量。
一种多参量传感***集成芯片，其中所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；其中，
所述接收***用于接收其它模块和/或***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的不同物理量信息以约定的协议进行传输。
一种多参量传感***集成芯片，其中所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***；其中，
所述总线驱动***用于增强通讯距离；
所述静电防护***增加了芯片的抗冲击能力，提高了芯片的电气性能和可靠性。
一种多参量传感***集成芯片，其中所述通讯总线接口可以同时输出电流信号，电压信号和通讯协议。
一种多参量传感***集成芯片，其中所述集成芯片与所述单个传感器进行连接的方式可以为恒压方法、恒流方法中的一种。
一种多参量传感***集成芯片，其中所述传感器中可含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
一种多参量传感***集成芯片，其中，
所述可调时钟模块连接通道切换模块，为通道模块提供可调节的时间切换，其可调时间范围为10μs-10s；
所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间范围为0.1kHz-100kHz；
所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间范围为1MHz-100MHz；
所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率范围为300bps-1Mbps。
与现有技术相比具有以下优点，该结构可以同时测量不同传感器的物理量进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本，适用于电力，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的功能。
附图说明
图1是本发明一种多参量传感***集成芯片的整体模块示意图；
图2是本发明一种多参量传感***集成芯片中数据处理模块的模块示意图；
图3是本发明一种多参量传感***集成芯片中通讯模块的模块示意图；
图4是本发明一种多参量传感***集成芯片中通讯总线接口的模块示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，图1显示了本发明的多参量传感***集成芯片的整体模块示意图；
如图1所示：一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有28个管脚，其特征在于：所述芯片的部分管脚通过基板管脚与4个传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、通道切换模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
如图1所示：一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有28个管脚，其特征在于：所述芯片的8个管脚通过基板管脚与温度传感器、压力传感器，湿度传感器和位移传感器进行连接，在基板上的通道切换模块通过这8个管脚分别与这4个传感器进行连接并将其模拟信号输入切换后将模拟信号传输至可编程放大模块中进行模拟信号放大，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给可编程放大模块实现信号的稳定；稳定后的模拟信号传输至模数转换模块中进行模拟信号换转为数字信号，同时参考基准信号给模数转换模块提供一个稳定的电压信号实现信号的二次稳定；经过模数转换后的4组稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了温度、压力，湿度和位移这4组不同物理量信息，实现各个物理量的采集和变换，处理后的温度、压力， 湿度和位移这4组不同物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，将4组不同物理量分别以电流信号，电压信号和通讯协议形式进行传输。
具体实施例中，电源模块为各个功能模块提供所需电源。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与温度传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与压力传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与湿度传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与位移传感器进行连接。
具体实施例中，芯片上：有1个管脚与参考基准模块的一端进行连接，2个管脚的一端与电源模块的一端进行连接，2个管脚与数据处理模块的一端进行连接，6个管脚与通信总线接口的一端进行连接。
如图2所示：一种多参量传感***集成芯片，所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；其中，
所述存储***：用于存储温度传感器、压力传感器，湿度传感器和位移传感器传感器所需的4种运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成温度、压力，湿度和位移物理量。
如图3所示：一种多参量传感***集成芯片，所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；其中，
所述接收***用于接收其它模块和***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的温度、压力，湿度和位移物理量信息以约定的协议进行传输。
如图4所示：一种多参量传感***集成芯片，所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***；其中，
所述总线驱动***用于增强通讯距离；
所述静电防护***增加了芯片的抗冲击能力，提高了芯片的电气性能和可靠性。
具体实施例中，所述通讯总线接口同时输出电流信号，电压信号和通讯协议。
具体实施例中，所述集成芯片与所述温度传感器进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述压力传感器进行连接的方式为恒流方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述湿度传感器进行连接的方式恒流方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述位移传感器进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述温度传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述湿度传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述压力传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通道切换模块，为通道模块提供可调节的时间切换，其可调时间为0.15s；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间为0.3kHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间为2.5MHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率为500bps。
实施例2，图1显示了本发明的多参量传感***集成芯片的整体模块示意图；
如图1所示：一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有16个管脚，其特征在于：在芯片上设有参考基准模块、电源模块、通道切换模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
如图1所示：一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有16个管脚，其特征在于：所述芯片的4个管脚通过基板管脚与液位传感器、光纤传感器进行连接，在基板上的通道切换模块通过这4个管脚分别与这2个传感器进行连接并将其模拟信号输入切换后将模拟信号传输至可编程放大模块中进行模拟信号放大，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给可编程放大模块实现信号的稳定；稳定后的模拟信号传输至模数转换模块中进行模拟信号换转为数字信号，同时参考基准信号给模数转换模块提供一个稳定的电压信号实现信号的二次稳定；经过模数转换后的2组稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了液位和光信号这2组不同物理量信息，实现2个物理量的采集和变换，处理后的液位和光信号这2组不同物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，将2组不同物理量分别以电压信号和通讯协议形式进行传输。
具体实施例中，电源模块为各个功能模块提供所需电源。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与光纤传感器进行连接。
具体实施例中，芯片上：有1个管脚与参考基准模块的一端进行连接，2个管脚的一端与电源模块的一端进行连接，2个管脚与数据处理模块的一端进行连接，4个管脚与通信总线接口的一端进行连接。
如图2所示：一种多参量传感***集成芯片，所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；其中，
所述存储***：用于存储液位传感器、光纤传感器所需的2种运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成液位和光信号物理量。
如图3所示：一种多参量传感***集成芯片，所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；其中，
所述接收***用于接收其它模块和***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的液位和光信号物理量信息以约定的协议进行传输。
如图4所示：一种多参量传感***集成芯片，所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***；其中，
所述总线驱动***用于增强通讯距离；
所述静电防护***增加了芯片的抗冲击能力，提高了芯片的电气性能和可靠性。
具体实施例中，所述通讯总线接口同时输出电压信号和通讯协议。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述光纤传感器进行连接的方式为恒流方法。
具体实施例中，所述液位传感器中可含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通道切换模块，为通道模块提供可调节的时间切换，其可调时间为100μs；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间为20kHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间为8MHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率为1500bps。
实施例3，图1显示了本发明的多参量传感***集成芯片的整体模块示意图；
如图1所示：一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有20个管脚，其特征在于：在芯片上设有参考基准模块、电源模块、通道切换模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
如图1所示：一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有20个管脚，其特征在于：所述芯片的6个管脚通过基板管脚与温度传感器，压力传感器和液位传感器进行连接，在基板上的通道切换模块通过这6个管脚分别与这3个传感器进行连接并将其模拟信号输入切换后将模拟信号传输至可编程放大模块中进行模拟信号放大，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给可编程放大模块实现信号的稳定；稳定后的模拟信号传输至模数转换模块中进行模拟信号换转为数字信号，同时参考基准信号给模数转换模块提供一个稳定的电压信号实 现信号的二次稳定；经过模数转换后的3组稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了温度，压力和液位这3组不同物理量信息，实现各个物理量的采集和变换，处理后的温度，压力和液位这3组不同物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，将3组不同物理量分别以电流信号，电压信号和通讯协议形式进行传输。
具体实施例中，电源模块为各个功能模块提供所需电源。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与温度传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与压力传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器进行连接。
具体实施例中，芯片上：有1个管脚与参考基准模块的一端进行连接，2个管脚的一端与电源模块的一端进行连接，2个管脚与数据处理模块的一端进行连接，6个管脚与通信总线接口的一端进行连接，2个管脚与输入输出设备进行连接；其中，该2个管脚的另一度与数据处理模块中的控制模块连接，用于输入键盘信息和输出显示设备信息，便于温度、压力和液位物理量的监测。
如图2所示：一种多参量传感***集成芯片，所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；其中，
所述存储***：用于存储温度传感器，压力传感器和液位传感器所需的3种运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成温度，压力和液位物理量。
如图3所示：一种多参量传感***集成芯片，所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；其中，
所述接收***用于接收其它模块和***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的温度，压力和液位物理量信息以约定的协议进行传输。
如图4所示：一种多参量传感***集成芯片，所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***；其中，
所述总线驱动***用于增强通讯距离；
所述静电防护***增加了芯片的抗冲击能力，提高了芯片的电气性能和可靠性。
具体实施例中，所述通讯总线接口同时输出电流信号，电压信号和通讯协议。
具体实施例中，所述集成芯片与所述压力传感器进行连接的方式为恒流方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述温度传感器进行连接的方式恒流方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述温度传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述压力传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通道切换模块，为通道模块提供可调节的时间切换，其可调时间为55μs；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间为22kHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间为36MHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率为1200bps。
实施例4，图1显示了本发明的多参量传感***集成芯片的整体模块示意图；
如图1所示：一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有36个管脚，其特征在于：在基板上设有参考基准模块、电源模块、通道切换模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
如图1所示：一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有36个管脚，其特征在于：所述芯片的10个管脚通过基板管脚与温度传感器，压力传感器，湿度传感器，液位传感器和位移传感器进行连接，在基板上的通道切换模块通过这10个管脚分别与这5个传感器进行连接并将其模拟信号输入切换后将模拟信号传输至可编程放大模块中进行模拟信号放大，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给可编程放大模块实现信号的稳定；稳定后的模拟信号传输至模数转换模块中进行模拟信号换转为数字信号，同时参考基准信号给模数转换模块提供一个稳定的电压信号实现信号的二次稳定；经过模数转换后的5组稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了温度，压力，湿度，液位和位移这5组不同物理量信息，实现各个物理量的采集和变换，处理后的温度，压力，湿度，液位和位移这5组不同物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，将5组不同物理量分别以电流信号，电压信号和通讯协议形式进行传输。
具体实施例中，电源模块为各个功能模块提供所需电源。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与温度传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与压力传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与湿度传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与位移传感器进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器进行连接。
具体实施例中，芯片上：有1个管脚与参考基准模块的一端进行连接，2个管脚的一端与电源模块的一端进行连接，2个管脚与数据处理模块的一端进行连接，6个管脚与通信总线接口的一端进行连接，2个管脚与输入输出设备进行连接；其中，该2个管脚的另一端与数据处理模块中的控制模块连接，用于输入键盘信息和输出显示设备信息，便于温度、压力、湿度、位移和液位物理量的监测。
如图2所示：一种多参量传感***集成芯片，所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；其中，
所述存储***：用于存储温度传感器，压力传感器，湿度传感器，液位传感器和位移传感器所需的5种运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成温度，压力，湿度，液位和位移物理量。
如图3所示：一种多参量传感***集成芯片，所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；其中，
所述接收***用于接收其它模块和***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的温度，压力，湿度，液位和位移物理量信息以约定的协议进行传输。
如图4所示：一种多参量传感***集成芯片，所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***；其中，
所述总线驱动***用于增强通讯距离；
所述静电防护***增加了芯片的抗冲击能力，提高了芯片的电气性能和可靠性。
具体实施例中，所述通讯总线接口同时输出电流信号，电压信号和通讯协议。
具体实施例中，所述集成芯片与所述温度传感器进行连接的方式为恒流方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述压力传感器进行连接的方式恒流方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述湿度传感器进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器进行连接的方式恒流方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述位移传感器进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述温度传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述压力传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述液位传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通道切换模块，为通道模块提供可调节的时间切换，其可调时间为0.03s；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间为19kHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间为7MHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率为365bps。
综上所述，与现有技术相比具有以下优点，该结构可以同时测量不同传感器的物理量进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本，适用于电力，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的功能。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多参量传感***集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有多个管脚，其特征在于：所述芯片的管脚通过基板管脚与1个以上的传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、通道切换模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种多参量传感***集成芯片，其特征在于，所述芯片内部的各个功能模块的连接关系为：通道切换模块通过管脚与1个以上的传感器进行连接并将其模拟信号输入切换后将模拟信号传输至可编程放大模块中进行模拟信号放大，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给可编程放大模块实现信号的稳定；稳定后的模拟信号传输至模数转换模块中进行模拟信号换转为数字信号，同时参考基准信号给模数转换模块提供一个稳定的电压信号实现信号的二次稳定；经过模数转换后的稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了不同物理量信息，实现各个物理量的采集和变换，处理后的物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，电源模块为各个功能模块提供所需电源；可调时钟模块分别于连接通道切换模块，模数转换模块，信号处理模块和通讯模块连接；其中，可调时钟模块分别为通道模块提供可调节的时间切换，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，为通讯模块提供了通讯速率。
3.根据权利要求1所述的一种多参量传感***集成芯片，其特征在于：所述芯片的管脚通过基板管脚与下列传感器中的一个或多个进行连接，所述传感器可以为温度传感器，压力传感器，液位传感器，湿度传感器，位移传感器，角度传感器，磁场强度传感器，光纤传感器，气敏传感器，加速度传感器，放射性辐射传感器，电磁传感器，光电传感器和化学传感器。
4.根据权利要求1、2所述的一种多参量传感***集成芯片，其特征在于：所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；其中，
所述存储***：用于存储不同传感器所需的不同运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成各种物理量。
5.根据权利要求1、2所述的一种多参量传感***集成芯片，其特征在于：所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；其中，
所述接收***用于接收其它模块和/或***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的不同物理量信息以约定的协议进行传输。
6.根据权利要求1、2所述的一种多参量传感***集成芯片，其特征在于：所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***；其中，
所述总线驱动***用于增强通讯距离；
所述静电防护***增加了芯片的抗冲击能力，提高了芯片的电气性能和可靠性。
7.根据权利要求1、2、6所述的一种多参量传感***集成芯片，其特征在于：所述通讯总线接口可以同时输出电流信号，电压信号和通讯协议。
8.根据权利要求1、2所述的一种多参量传感***集成芯片，其特征在于：所述集成芯片与所述单个传感器进行连接的方式可以为恒压方法、恒流方法中的一种。
9.根据权利要求1、2所述的一种多参量传感***集成芯片，其特征在于：所述传感器中可含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
10.根据权利要求1、2所述的一种多参量传感***集成芯片，其特征在于：
所述可调时钟模块连接通道切换模块，为通道模块提供可调节的时间切换，其可调时间范围为10μs-10s；
所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间范围为0.1kHz-100kHz；
所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间范围为1MHz-100MHz；
所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率范围为300bps-1Mbps。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104949711A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-09-30 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 多参数传感器 |
| CN107181810A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-19 | 刘爽 | 多用途可扩展式安全监测预警***及方法 |
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2012
- 2012-07-03 CN CN201210226077.1A patent/CN103528620A/zh active Pending
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140122 |