在現代雷達及電子戰接收機中，由于器件的溫度漂移特性而引起接收機指標下降的現象普遍存在。為了保障接收機的測量精度而對測量數據進行溫度補償是不可或缺的環節，而在溫度補償系統中，溫度傳感器的設計是核心內容。本文介紹某型號電子戰接收機中溫度補償系統的設計，并給出部分關鍵程序代碼。

　　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總線機制傳送溫度數據。可以并行連接，有3條地址線輸人口，因此可組成8個地址，多可將8個DS1621并聯使用。DS1621引腳如圖1所示。

1 I2C總線傳輸機制

　　I2C總線依靠SDA(串行數據線)，SCL(時鐘控制線)這兩根連線實現完整的全雙工同步數據傳送。總線工作時，由SCL傳送時鐘脈沖，由SDA傳送數據。總線傳送的每幀數據均為1字節(8 bit)，啟動I2C總線后，傳送的字節個數沒有限制，每傳送l字節后，對方回應一個應答位。發送數據時首先發送數據的MSB(位)。傳輸機制如下：

　　a) 起始：在SCL為高電平期間，SDA出現由高電平向低電平的變化，用于啟動I2C總線，準備開始傳送數據。

　　b) 停止：在SCL為高電平期間，SDA出現由低電平向高電平的變化，用于停止I2C總線上的數據傳送。

　　c) 應答信號：I2C總線的第9個脈沖對應應答位，若SDA上顯示低電平則為總線應答，若SDA上顯示高電平則為非應答。I2C線起始信號或應答信號之后的第1～8個時鐘脈沖對應1字節的8 bit數據傳送。在脈沖高電平期間，數據串行傳送；在脈沖低電平期間，數據準備，允許總線上數據電平變化。

2 溫度補償系統結構

　　本文所述的電子戰接收機為C波段信道化接收機，該信道化接收機采用超外差結構，由5個組件盒構成，信道數為N，每個組件盒信道數目為N／5。每個組件盒的溫度未必一致，所以與之對應的溫度傳感器的數目為5個，分別置于5個組件盒中。

　　如圖2所示，5個溫度傳感器芯片DS1621并聯，接收機的中央處理器為一款FPGA芯片，基于FPGA設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。根據溫度碼和接收機對信號的測量數據查找誤差表，然后用誤差修正測量數據，便可以得到較準確的測量結果。

　　誤差表的建立要根據接收機在不同溫度下對整個動態范圍內不同強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總線控制器的設計采用狀態機的設計方法，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字節的程序代碼，從從設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：

4 實驗結果

　　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發送讀命令AAh(十六進制)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)。