在現(xiàn)代雷達(dá)及電子戰(zhàn)接收機(jī)中，由于器件的溫度漂移特性而引起接收機(jī)指標(biāo)下降的現(xiàn)象普遍存在。為了保障接收機(jī)的測量精度而對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償是不可或缺的環(huán)節(jié)，而在溫度補(bǔ)償系統(tǒng)中，溫度傳感器的設(shè)計是核心內(nèi)容。本文介紹某型號電子戰(zhàn)接收機(jī)中溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的設(shè)計，并給出部分關(guān)鍵程序代碼。

　　ds1621是dallas公司推出的一款溫度傳感器芯片。該芯片采用8腳貼片封裝，+5 v供電，基于i2c總線機(jī)制傳送溫度數(shù)據(jù)。可以并行連接，有3條地址線輸人口，因此可組成8個地址，最多可將8個ds1621并聯(lián)使用。ds1621引腳如圖1所示。

1 i2c總線傳輸機(jī)制

　　i2c總線依靠sda(串行數(shù)據(jù)線)，scl(時鐘控制線)這兩根連線實現(xiàn)完整的全雙工同步數(shù)據(jù)傳送�？偩�工作時，由scl傳送時鐘脈沖，由sda傳送數(shù)據(jù)�？偩�傳送的每幀數(shù)據(jù)均為1字節(jié)(8 bit)，啟動i2c總線后，傳送的字節(jié)個數(shù)沒有限制，每傳送l字節(jié)后，對方回應(yīng)一個應(yīng)答位。發(fā)送數(shù)據(jù)時首先發(fā)送數(shù)據(jù)的msb(最高位)。傳輸機(jī)制如下：

　　a) 起始：在scl為高電平期間，sda出現(xiàn)由高電平向低電平的變化，用于啟動i2c總線，準(zhǔn)備開始傳送數(shù)據(jù)。

　　b) 停止：在scl為高電平期間，sda出現(xiàn)由低電平向高電平的變化，用于停止i2c總線上的數(shù)據(jù)傳送。

　　c) 應(yīng)答信號：i2c總線的第9個脈沖對應(yīng)應(yīng)答位，若sda上顯示低電平則為總線應(yīng)答，若sda上顯示高電平則為非應(yīng)答。i2c線起始信號或應(yīng)答信號之后的第1～8個時鐘脈沖對應(yīng)1字節(jié)的8 bit數(shù)據(jù)傳送。在脈沖高電平期間，數(shù)據(jù)串行傳送；在脈沖低電平期間，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，允許總線上數(shù)據(jù)電平變化。

2 溫度補(bǔ)償系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本文所述的電子戰(zhàn)接收機(jī)為c波段信道化接收機(jī)，該信道化接收機(jī)采用超外差結(jié)構(gòu)，由5個組件盒構(gòu)成，信道數(shù)為n，每個組件盒信道數(shù)目為n／5。每個組件盒的溫度未必一致，所以與之對應(yīng)的溫度傳感器的數(shù)目為5個，分別置于5個組件盒中。

　　5個溫度傳感器芯片ds1621并聯(lián)，接收機(jī)的中央處理器為一款fpga芯片，基于fpga設(shè)計的總線控制器通過sda和scl順序讀取每個溫度傳感器的溫度編碼。根據(jù)溫度碼和接收機(jī)對信號的測量數(shù)據(jù)查找誤差表，然后用誤差修正測量數(shù)據(jù)，便可以得到較準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

　　誤差表的建立要根據(jù)接收機(jī)在不同溫度下對整個動態(tài)范圍內(nèi)不同強(qiáng)度信號的測量誤差來建立，這里不再贅述。

3 i2c總線控制器的vhdl語言描述

　　i2c總線控制器的設(shè)計采用狀態(tài)機(jī)的設(shè)計方法，采用vhdl語言編程。這里僅提供i2c總線控制器向單個從沒備ds1621中寫1字節(jié)的程序代碼，從從設(shè)備讀取溫度編碼的代碼與之類似。

　　下面代碼完成的功能為i2c總線控制器向ds1621中寫單個字節(jié)：

4 實驗結(jié)果

　　將vhdl語言程序下載到fpga中，用tds5104示波器觀察到的fpga與ds1621通信時序見圖3。

　　圖3為fpga向ds1621發(fā)送讀命令aah(十六進(jìn)制)及ds1621給出溫度編碼“00010001”(17℃)的時序圖(圖中示波器1通道的3.3 v電平為fpga給出的控制信號，5 v電平為ds1621給出的溫度編碼)。