CN111444126A - 环形总线温度传感器及其通讯方法 - Google Patents

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CN111444126A CN202010120540.9A CN202010120540A CN111444126A CN 111444126 A CN111444126 A CN 111444126A CN 202010120540 A CN202010120540 A CN 202010120540A CN 111444126 A CN111444126 A CN 111444126A
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张伟
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Abstract

本发明提供了一种环形总线温度传感器及其通讯方法，包括多个温度传感器；所述温度传感器含有输入端口DI、输出端口DO以及共地G端口；环形总线中的多个温度传感器之间通过DI端口、DO端口相互串联；环形总线输入端口接受开始脉冲Tstartup，环形总线上的温度传感器开始温度转换；环形总线上的温度通过脉冲从输出端口DO输出给主机；当主机接受到开始脉冲Tstartup，表示环形总线上的所有温度传感器完成一次温度传输。本发明具有实际布线简单，无须复杂的搜索算法，可以准确地输出温度。同时可以准确地获知温度和实际的传感器的位置关系。

Description

环形总线温度传感器及其通讯方法
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体地，涉及环形总线温度传感器及其通讯方法。
背景技术
在传感器网络中，单总线连接各个从机设备可以节约上位机I/O线口资源。美国Dallas公司生产的DS1820系列的产品是一种单总线的产品，单总线上并联温度传感器，存在上位机的软件开销过大，系统中的中断程序的执行会导致单比特的数据传输出现错误，而使得单总线系统无法高效运行。需要借助于64位的ROMID和实际的物理地址建立表格，才能实现温度的实际定位。
美国Analog Devices公司设计的PWM输出的温度传感器，温度值依赖于高电平TH的长度和低电平TL的时间长度的比值，在中断系统，主机定时器中断程序查看高低电平时间会被其他中断相应所暂停，导致温度输出异常。
本发明的温度输出的采用脉冲计数的方式，主机采用计数器模式计数而不受中断程序的影响，具有温度输出准确可靠。环形总线的传输具有方便定位温度传感器的实际位置，而无须其他芯片内部资源。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种环形总线温度传感器及其通讯方法。
根据本发明提供的一种环形总线温度传感器及其通讯方法，包括多个温度传感器；
所述温度传感器含有输入端口DI、输出端口DO以及共地G端口；
环形总线中的多个温度传感器之间通过DI端口、DO端口相互串联；
环形总线输入端口接受开始脉冲Tstartup，环形总线上的温度传感器开始温度转换；
环形总线上的温度通过脉冲从输出端口DO输出给主机；
当主机接受到开始脉冲Tstartup，表示环形总线上的所有温度传感器完成一次温度传输。
优选地，所述开始脉冲Tstartup是一个下拉脉冲，其时间是大于20us，小于1ms。
优选地，所述温度传感器开始温度的转换必须等待开始脉冲Tstartup，否则就处于低功耗状态。
优选地，所述输出温度值的脉冲的是一个下拉脉冲；
脉冲的下拉时间为T；
T的时间大于0.1us，小于10us；
两个下拉脉冲的之间的间隔是3T。
优选地，所述脉冲输出的个数PC和温度值Temp的对应关系为：Temp＝K*PC-T0。
优选地，所述K表示单个脉冲对应温度的值；
所述T0表示温度的所表示的最低温度。
优选地，环形总线将离总线输入端近的温度传感器优先输出，可以获取其物理地址。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明具有实际布线简单，无须复杂的搜索算法，可以准确地输出温度。同时可以准确地获知温度和实际的传感器的位置关系。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的环形总线结构示意图。
图2为本发明提供的脉冲计数输出温度值示意图。
图3为本发明提供的环形总线输出宽口的信号示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种环形总线温度传感器及其通讯方法，包括多个温度传感器；
所述温度传感器含有输入端口DI、输出端口DO以及共地G端口；
环形总线中的多个温度传感器之间通过DI端口、DO端口相互串联；
环形总线输入端口接受开始脉冲Tstartup，环形总线上的温度传感器开始温度转换；
环形总线上的温度通过脉冲从输出端口DO输出给主机；
当主机接受到开始脉冲Tstartup，表示环形总线上的所有温度传感器完成一次温度传输。
具体地，所述开始脉冲Tstartup是一个下拉脉冲，其时间是大于20us，小于1ms。
具体地，所述温度传感器开始温度的转换必须等待开始脉冲Tstartup，否则就处于低功耗状态。
具体地，所述输出温度值的脉冲的是一个下拉脉冲；
脉冲的下拉时间为T；
T的时间大于0.1us，小于10us；
两个下拉脉冲的之间的间隔是3T。
具体地，所述脉冲输出的个数PC和温度值Temp的对应关系为：Temp＝K*PC-T0。
具体地，所述K表示单个脉冲对应温度的值；
所述T0表示温度的所表示的最低温度。
具体地，环形总线将离总线输入端近的温度传感器优先输出，可以获取其物理地址。
下面通过优选例，对本发明进行更为具体地说明。
优选例1：
本发明提供了一种环形总线(Ring Bus)温度传感器及其通讯方法，其特征包含：开始脉冲Tstartup，其下拉的时间长度大于20us，小于1ms。温度传感器1接收到开始脉冲，就会发生温度转换。在温度转换结束之后，温度传感器1就会输出表示温度值的脉冲，下拉宽度为T，在等待3T时间之后再次下拉T宽度的脉冲。因为温度传感器2没有接收到开始脉冲，所以就只会从DO引脚将从DI引脚输入的脉冲传递到下一级温度传感器。在温度传感器1发送完表示温度值的脉冲，就会向下一级的温度芯片发送开始脉冲Tstartup，从而依次将环形总线上的温度传感器的值输出到MCU。最后MCU也会接收到一个开始脉冲Tstartup，表示环形总线上的温度传感器都输出一次温度值。具有实际布线简单，无须复杂的搜索算法，可以准确地输出温度。同时可以准确地获知温度和实际的传感器的位置关系。
一种环形总线(Ring Bus)温度传感器及其通讯方法，其中选择开始脉冲Tstartup为44us。脉冲输出温度值的下来时间T为2us如图2，脉冲计数和温度对应关系Temp＝K*PC-T0，其中K＝0.0625度，T0＝50度。如图1所示，为环形总线结构图，P0表示端口0，P1表示端口1.定义一次完整的传输是P1收到一个Tstartup的脉冲。
系统上电之后，环形总线上的温度传感器处于低功耗状态。当主机发送开始脉冲Tstartup之后，与主机相连的温度传感器先获取这个开始脉冲，将立刻开始温度转换，等待温度转换结束之后，温度值对应的脉冲将会从DO引脚输出，如果下一级接的是同样的温度传感器，就会将此脉冲直接传送下去，直到主机接受。然后温度转换完成的芯片向下一级发送开始脉冲Tstartup，下一个温度传感器开始温度转换，发送温度脉冲。直至环形总线上的最后一颗温度传感器向主机发送开始脉冲Tstartup，主机知道环形总线上所有的温度都已读取完毕。如图3所示，为环形总线输出宽口的信号。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种环形总线温度传感器及其通讯方法，其特征在于，包括多个温度传感器；
所述温度传感器含有输入端口DI、输出端口DO以及共地G端口；
环形总线中的多个温度传感器之间通过DI端口、DO端口相互串联；
环形总线输入端口接受开始脉冲Tstartup，环形总线上的温度传感器开始温度转换；
环形总线上的温度通过脉冲从输出端口DO输出给主机；
当主机接受到开始脉冲Tstartup，表示环形总线上的所有温度传感器完成一次温度传输。
2.根据权利要求1所述的环形总线温度传感器及其通讯方法，其特征在于，所述开始脉冲Tstartup是一个下拉脉冲，其时间是大于20us，小于1ms。
3.根据权利要求1所述的环形总线温度传感器及其通讯方法，其特征在于，所述温度传感器开始温度的转换必须等待开始脉冲Tstartup，否则就处于低功耗状态。
4.根据权利要求1所述的环形总线温度传感器及其通讯方法，其特征在于，所述输出温度值的脉冲的是一个下拉脉冲；
脉冲的下拉时间为T；
T的时间大于0.1us，小于10us；
两个下拉脉冲的之间的间隔是3T。
5.根据权利要求4所述的环形总线温度传感器及其通讯方法，所述脉冲输出的个数Pc和温度值Temp的对应关系为：Temp=K*Pc-T0。
6.根据权利要求5所述的环形总线温度传感器及其通讯方法，所述K表示单个脉冲对应温度的值；
所述T0表示温度的所表示的最低温度。
7.根据权利要求4所述的环形总线温度传感器及其通讯方法，环形总线将离总线输入端近的温度传感器优先输出，可以获取其物理地址。
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