数字式集成温度传感器对恒温晶振工作环境起到什么作用

前言：本章主要介绍了恒温晶振自适应驯服保持系统总体设计方案。***介绍了方案的各个模块和实施的要点问题,硬件的选择以及软件的总体实现,为下一章各模块的详细设计奠定了基础。

每一片DS18B20具有******的序列号,多个DS18B20可以并联在***的单总线上,实现多点测温。本系统中DS18B20是用于测量OCXO晶振的工作环境温度,因此在PCB布局时一定要将其放置在恒温晶振附近,越近测量出来的温度就越接近晶振的实际工作环境温度。

该系统的软件应该包括两部分:一部分是FPGA的软件,另外一部分是单片机的软件。软件部分采用 Verilog硬件描述语言以及C语言编写。因为FPGA部分的软件一旦***配置,此时FPGA就成为实现确定逻辑功能的硬件芯片了。因此在总体软件设计里,暂不考虑FPGA软件程序,于是,总体软件设计就只涉及到单片机部分的软件。

单片机晶振是整个系统的控制协调中心,同时它还是数据信息处理中心,系统总体软件设计流程图如图3.2所示。

首先在上电后,单片机应该初始化整个系统。初始化的先后顺序应该有确定的关系:首先初始化单片机,包括初始化看门狗、时钟、串口、液晶显示、中断设置和IO口的工作模式,然后***配置FPGA芯片及初始化其他外围设备。

初始化之后,整个系统就进入正常工作状态,此时如果单片机的O口接收到经FPGA传递过来的时间间隔测量数据,即触发IO口中断,例如GPS输出的有效lPPS信号的检测和初始触发分频信号等:串口通信接口接收GPS信息,并判断信号是否有效;单片机执行数据处理程序,结合AD转换的数值计算GPS接收机的lPS信号与恒温晶体振荡器经分频后输出的秒信号不同步部分的时间间隔数值,对该数值进行 Kalman滤波,消除IPPS信号抖动的影响。接着根据滤波后的时间间隔数值用PIID算法对石英晶体振荡器的进行频率校正的数字控制量,输出到频率校正模块,达到控制石英晶体振荡器输出频率的目的。

温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件石英晶振特性分为热电阻和热电偶两类。传感器广泛应用于社会发展及人类生活的各个领域，如工业自动化、农业现代化、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、***诊断、交通运输、家用电器等。

由于数字式集成温度传感器可以简化电路设计和提高抗干扰能力,所以本系统选用数字芯片DSl8B20,它是美国 DALLAS公司推出的单总线温度传感器,可用数据线供电,电压范围33~55V,只有3个引脚,无需外加AD转换器即可输出9~12位的数字量,恒温贴片晶振温度测量范围为-55℃~+125℃,测温分辨率为05℃,采用单总线协议,对其的各种操作通过一条数据线便可完成与单片机的双向通讯。