基于1-Wire总线的燃油测量控制系统的制作方法

本发明属于燃油测量，具体涉及一种基于1-wire总线的燃油测量控制系统。

背景技术：

1、随着数字技术的发展，在现代控制、通信及检测等领域，为了提高系统的性能指标，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术，由于系统的实际对象往往都是一些模拟量，然而绝大多数控制器无法直接处理模拟信号，因此需要a/d转换芯片将模拟信号转换为数字信号，一般方法是采用并行a/d转换芯片，但是其接口电路比较繁琐且占用太多i/o引脚。

2、外部数据存储器可以保存用户程序文件和用户原始数据，也可保存系统运行时的各种状态信息以及中间结果，传统的扩展方法太过于繁琐，占用控制器太多的资源，而且在掉电数据保护的场合，需要更快速率进行数据传输，传统的方法无法满足要求。

3、在控制系统中，常常会接收其他设备的离散量信号以响应某事件的发生，一般是将其与控制器的i/o口相连，通过读取i/o口状态来识别，然而一个系统中开关量信号数量少则几个，多则数十个，通过i/o口来识别离散量信号是不现实的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于1-wire总线的燃油测量控制系统，以解决现有燃油测量控制系统存在的上述技术问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、基于1-wire总线的测量控制系统，包括电源模块、含有微处理器的数据处理模块、i2c转1-wire模块、a/d模数转换模块、数据存取模块、离散量输入识别模块和离散量输出控制模块；

4、所述数据处理模块中的微控制器通过i2c转1-wire模块向a/d模数转换器发送控制命令实现模拟量到数字量的转换，通过1-wire总线转为i2c接口后读取数据并对其进行处理；所述离散量输入识别模块由微控制器的引脚输出转换时序，待转换完成后，通过1-wire总线读取串行数据；在数据处理过程中产生的数据均通过1-wire总线写入到数据存取模块。

5、在一些实施例中，所述数据处理模块中reset信号与复位电路和jtag接口连接，用于单片机复位；osc1和osc2信号与晶振电路连接，用于产生单片机所需时钟信号；scl和sda信号为1-wire总线时钟和数据信号，用于实现i2c模块数据写入和读取操作；tck、tms、tdo、tdi信号与jtag接口连接，用于仿真器烧录和仿真单片机程序；rxd和txd信号与通讯接口连接，用于实现与外部设备之间的rs-422通讯。

6、在一些实施例中，所述通信接口包括d210隔离型rs-422接口芯片和外围电路；所述外围电路包括瞬态抑制电路和限流电路，所述限流电路包括限流电阻r209、限流电阻r210、限流电阻r211和限流电阻r213，所述瞬态抑制电路包括连接在限流电阻r209、限流电阻r210之间的瞬态抑制二极管v201和连接在限流电阻r211、限流电阻r213之间的瞬态抑制二极管v202。

7、在一些实施例中，所述数据存取模块采用铁电存储器u2，通过datawr_wp信号提供数据写入保护，只有当该信号设置为低电平时才能向u2中写入数据。

8、在一些实施例中，所述离散量输入识别模块包括带有i2c接口的i/o扩展芯片u1和第一光电隔离电路；所述第一光电隔离电路采用光电隔离器件d110，用于外部输入信号的隔离，所述光电隔离器件前端设置有第一限流电阻，光电隔离器件后端与u1连接。

9、在一些实施例中，所述离散量输出控制模块包括带有i2c接口的i/o扩展芯片u6和第二光电隔离电路；所述第二光电隔离电路采用固态继电器d111，所述固态继电器前端设置有第二限流电阻。

10、在一些实施例中，所述电源模块包括滤波电路、闪电防护电路、防反接电路和dc-dc变换电路；

11、所述滤波电路包括穿心电容c1、穿心电容c2和电感l1；所述闪电防护电路包括tvs管v1和v2。

12、在一些实施例中，所述i2c转1-wire模块包括1-wire主控制器n8、去耦电容c601、终端电阻r601、终端电阻r602、终端电阻r603、终端电阻r604、终端电阻r605、终端电阻r606、终端电阻r607和终端电阻608。

13、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

14、本发明基于1-wire总线的单片机对a/d转换芯片、fram 存储芯片、i/o扩展芯片等外围功能芯片进行读写操作，完成模拟量到信号量的转换、实时参数及其数据保存以及离散信号读取等功能；数据处理模块通过1-wire总线连接a/d采样模块、数据存取模块、离散量输入识别模块和离散量输出控制模块，极大的简化了硬件电路设计。各器件间的连接简洁明了，简化了测量控制系统的电路结构。

15、系统中核心器件均带有1-wire接口，用1-wire总线来实现数据的读取，1-wire总线只需要1根线即可实现输入/输出，能够满足数据采集的要求，对于没有1-wire总线的处理器，通过i2转1-wire模块实现转换；采用1-wire总线接口不仅可以简化电路设计，节省常规电路中的接口器件和i/o接口线，提高设计的可靠性，而且1-wire总线可在软件的控制下构成各种系统，兼容性强、通用性好。

16、本发明在数据处理模块中采用微控制器通过1-wire总线向a/d转换器发送控制命令实现模拟量到数字量的转换，开关量识别模块通过微控制器的引脚输出转换时序，通过1-wire总线读取串行数据，增强了系统的兼容性和通用性。

17、本发明数据处理模块通过各芯片的硬件地址线，通过scl和sda联接a/d采样模块、数据存取模块、离散量输入识别模块和离散量输出控制模块，增加了系统的可扩展性。

18、本发明各模块均采用1-wire总线方式，只需选用具有1-wire接口的功能芯片挂载到1-wire总线上即可完成系统扩展，简化了硬件电路设计；通过只有1个1-wire总线的微控制芯片控制外部数据存储器、a/d转换芯片以及移位寄存器等多个具有1-wire总线的外围器件，可以为飞机、汽车、轮船等系统提供模拟量采集接口、关键数据存取接口、开关量信号采集接口。

1.基于1-wire总线的测量控制系统，其特征在于，包括电源模块、含有微处理器的数据处理模块、i2c转1-wire模块、a/d模数转换模块、数据存取模块、离散量输入识别模块和离散量输出控制模块；

2.根据权利要求1所述的基于1-wire总线的测量控制系统，其特征在于，所述数据处理模块中reset信号与复位电路和jtag接口连接，用于单片机复位；osc1和osc2信号与晶振电路连接，用于产生单片机所需时钟信号；scl和sda信号为1-wire总线时钟和数据信号，用于实现i2c模块数据写入和读取操作；tck、tms、tdo、tdi信号与jtag接口连接，用于仿真器烧录和仿真单片机程序；rxd和txd信号与通讯接口连接，用于实现与外部设备之间的rs-422通讯。

3.根据权利要求2所述的基于1-wire总线的测量控制系统，其特征在于，所述通信接口包括d210隔离型rs-422接口芯片和外围电路；所述外围电路包括瞬态抑制电路和限流电路，所述限流电路包括限流电阻r209、限流电阻r210、限流电阻r211和限流电阻r213，所述瞬态抑制电路包括连接在限流电阻r209、限流电阻r210之间的瞬态抑制二极管v201和连接在限流电阻r211、限流电阻r213之间的瞬态抑制二极管v202。

4.根据权利要求1所述的基于1-wire总线的测量控制系统，其特征在于，所述数据存取模块采用铁电存储器u2，通过datawr_wp信号提供数据写入保护，只有当该信号设置为低电平时才能向u2中写入数据。

5.根据权利要求1所述的基于1-wire总线的测量控制系统，其特征在于，所述离散量输入识别模块包括带有i2c接口的i/o扩展芯片u1和第一光电隔离电路；所述第一光电隔离电路采用光电隔离器件d110，用于外部输入信号的隔离，所述光电隔离器件前端设置有第一限流电阻，光电隔离器件后端与u1连接。

6.根据权利要求1所述的基于1-wire总线的测量控制系统，其特征在于，所述离散量输出控制模块包括带有i2c接口的i/o扩展芯片u6和第二光电隔离电路；所述第二光电隔离电路采用固态继电器d111，所述固态继电器前端设置有第二限流电阻。

7.根据权利要求1所述的基于1-wire总线的测量控制系统，其特征在于，所述电源模块包括滤波电路、闪电防护电路、防反接电路和dc-dc变换电路；

8.根据权利要求1所述的基于1-wire总线的测量控制系统，其特征在于，所述i2c转1-wire模块包括1-wire主控制器n8、去耦电容c601、终端电阻r601、终端电阻r602、终端电阻r603、终端电阻r604、终端电阻r605、终端电阻r606、终端电阻r607和终端电阻608。