[发明专利]一种液位传感系统芯片

说明书

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多种液体混合物的不同物理参量的信息通过一个系统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液位传感系统芯片。 

背景技术

传统的液位传感器有很多局限性，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，半导体集成温度液位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。但是目前的液位传感器芯片只能单一的实现某一个液位传感器的输出问题，不能同时实现可以同时测量多种不同液体混合物的物理量信息并且输出。目前有少数的大专院校和科研机构试验性的研制液位传感系统，但是都是处于研发阶段由于研发过程中采用多个芯片系统集成度较低，稳定性较差，传输数据误差较大。目前，还没有一种可以同时测量不同液体混合物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，适用于化工，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液位传感系统芯片，该结构可以测量单一液体的物理量信息或者同时测量不同液体混合物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，降低成本的功能，适用于化工，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，一种液位传感系统芯片，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个以上的液位传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、输入输出模块、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。 

一种液位传感系统芯片，其中，所述芯片内部的各个功能模块的连接关系为：可编程放大模块通过管脚与1个以上的液位传感器进行连接并将其进行放大后传输到模数转换模块中进行模拟信号输入切换后将模拟信号传输至数据处理模块中，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给模数转换模块实现信号的稳定；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；输入输出模块的一端与数据处理模块连接，实现数据的实时操作和显示。 

一种液位传感系统芯片，其中，所述数据处理模块包括3个子系统，分别是存储系统，控制系统和处理系统； 

其中， 

所述存储系统：用于存储不同液位传感器所需的不同运行程序； 

所述控制系统：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； 

所述处理系统：用于将数字信号还原成各种物理量。 

一种液位传感系统芯片，其中，所述通讯模块包含2个子系统，分别是发射系统和接收系统； 

其中， 

所述接收系统用于接收其它模块和/或系统发射的命令； 

所述发射系统用于将采集到的不同物理量信息以约定的协议进行传输。 

一种液位传感系统芯片，其中，所述通讯总线接口包含2个子系统，分别是总线驱动系统和静电防护系统； 

其中， 

所述总线驱动系统用于增强通讯距离； 

所述静电防护系统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。 

一种液位传感系统芯片，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。 

一种液位传感系统芯片，其中，所述集成芯片与所述单个液位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。