數(shù)字溫度傳感器ad7416的應(yīng)用-資料下載頁
2025-06-19 23:17本頁面
【正文】 度傳感器與相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路、接口電路以及各種其它功能電路逐漸集成在一起，形成了功能強(qiáng)大、精確、價(jià)廉的數(shù)字溫度傳感器。單線輸出的數(shù)字溫度傳感器單線輸出的特點(diǎn)是接口電路簡(jiǎn)單，測(cè)出的溫度值精確，所以在一般應(yīng)用中，這種芯片得到了偏愛。由于只有一根輸出線，測(cè)量出的溫度值必須轉(zhuǎn)換成某種方式進(jìn)行輸出。常見的輸出方式有時(shí)間輸出、頻率輸出及數(shù)值輸出等，然后再由微處理器將溫度傳感器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成真實(shí)溫度值，進(jìn)行進(jìn)一步的處理與控制。時(shí)間輸出的溫度傳感器AD公司的TMP03/04是常用的時(shí)間輸出的數(shù)字溫度傳感器。它們輸出經(jīng)過調(diào)制后的矩形波，應(yīng)用中只需測(cè)得其輸出方波占空比T1/T2中T1和T2的實(shí)際時(shí)間寬度，即可計(jì)算出被測(cè)對(duì)象的溫度。與微處理器連接時(shí)只需將芯片輸出與微處理器的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器相連，就可很容易地測(cè)出Ｔ１、Ｔ２的時(shí)間寬度，并計(jì)算出相應(yīng)的溫度值。TMP03為集電極開路輸出，需上拉電阻，TMP04為開漏輸出，可直接驅(qū)動(dòng)邏輯電路。MAXIM公司的MAX6578也是一種輸出時(shí)間的溫度傳感器。它輸出的方波信號(hào)周期正比于絕對(duì)溫度。其接口方式如圖5所示。MAXIM公司的MAX6575L/H芯片是另一種非常方便實(shí)用的時(shí)間輸出的溫度傳感器。它的特點(diǎn)是在一根I/O線上最多可以同時(shí)接8只芯片，同時(shí)測(cè)8個(gè)點(diǎn)位的溫度而不相互干擾。通過對(duì)管腳TS0、TS1的不同連接及選擇L、H不同型號(hào)，可以設(shè)置芯片的不同延時(shí)系數(shù)。測(cè)量溫度時(shí)，微處理器啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，經(jīng)正比于絕對(duì)溫度值的延時(shí)tDx后，MAX6575拉低I/O線。通過測(cè)量這個(gè)延時(shí)時(shí)間tDx，再利用所設(shè)置的該芯片的延時(shí)系數(shù)，可以計(jì)算出該芯片所測(cè)的溫度值。由于各芯片延時(shí)系數(shù)不同，其延時(shí)時(shí)間并不會(huì)相互重疊，使用微處理器的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以分別測(cè)出各個(gè)芯片的延時(shí)時(shí)間，再計(jì)算出各個(gè)芯片所測(cè)出的溫度。頻率輸出的單線溫度傳感器MAX6577是輸出頻率信號(hào)的數(shù)字溫度傳感器。它輸出占空比為1/2的方波，其頻率正比于絕對(duì)溫度。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及使用方式與MAX6578非常相擬。通過引腳TS0、TS1選擇適當(dāng)?shù)念l率/溫度比例常數(shù)，再由微處理器的內(nèi)部計(jì)數(shù)器測(cè)出頻率后，計(jì)算出所測(cè)溫度。其與微處理器的接口方式見圖5。數(shù)值輸出的單線溫度傳感器數(shù)值輸出的單線溫度傳感器直接以串行方式輸出芯片測(cè)出的具體溫度數(shù)值，所以其時(shí)序非常重要。DALLAS公司的DS1820就是這樣一種獨(dú)特的溫度傳感器。它只需一個(gè)接口引腳即可通信，可用數(shù)據(jù)線供電，并具備多點(diǎn)測(cè)溫能力。其硬件連接及時(shí)序圖如圖6所示。其讀寫時(shí)序主要有復(fù)位、讀時(shí)間片和寫時(shí)間片三種時(shí)序操作。芯片本身帶有命令集和存儲(chǔ)器，微處理器通過發(fā)出控制命令，對(duì)芯片存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫，完成溫度測(cè)量。芯片電源也可由微處理器的一個(gè)I/O口提供。微處理器在讀寫DS1820前先使其復(fù)位，檢測(cè)到其應(yīng)答信號(hào)后，微處理器發(fā)ROM操作命令，然后再發(fā)控制命令。多點(diǎn)溫度測(cè)量時(shí)，只需并聯(lián)多只DS1820并放在各測(cè)溫點(diǎn)上，在使用前對(duì)各個(gè)芯片進(jìn)行ROM搜索并將各個(gè)芯片的序列號(hào)保存起來。以后對(duì)每個(gè)DS1820尋址時(shí)，只要發(fā)相應(yīng)的序列號(hào)，然后再對(duì)其進(jìn)行其它操作即可。與DS1820類似的芯片還有DS1822?；诳偩€協(xié)議輸出的數(shù)字溫度傳感器為了提高可靠性，方便使用，人們又設(shè)計(jì)了許多基于某種總線協(xié)議輸出的數(shù)字溫度傳感器。這種溫度傳感器一般有多根線輸出。輸出格式和時(shí)序嚴(yán)格遵守某種協(xié)議，適用于各種場(chǎng)合，尤其是遠(yuǎn)端測(cè)量。常見的協(xié)議格式有SMBus協(xié)議、I2C協(xié)議等?；赟MBus總線的溫度傳感器MAXIM公司的MAX1617～1619系列都是采用SMBus串行接口的遠(yuǎn)端溫度傳感器。MAX1619用來監(jiān)測(cè)PC機(jī)內(nèi)CPU的溫度。它通過施加電流并測(cè)量正向結(jié)壓測(cè)量外部PN結(jié)(分立晶體管、ASIC或CPU內(nèi))的結(jié)溫，并通過SMBus二線串行接口將結(jié)果(8位精度)傳給微處理器。SMBus接口的兩根線分別是時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線，如圖7所示。在使用中，軟件的編寫必須嚴(yán)格遵守SMBus協(xié)議的規(guī)范。MAX1619可同時(shí)本地測(cè)量自身封裝溫度，且具有風(fēng)扇控制輸出；還可事先設(shè)定溫度門限，當(dāng)溫度高于或低于該門限值時(shí)中斷微處理器。通過管腳編程，改變ADD0、ADD1的連接方式，可以選擇最多9個(gè)不同的SMBus地址，這樣可允許多個(gè)MAX1619連接在同一總線上而不致地址沖突?；贗2C總線的溫度傳感器AD公司的AD7416是具有I2C二線串行接口的低功耗數(shù)字溫度傳感器。它通過一個(gè)片內(nèi)溫度傳感器精確測(cè)量環(huán)境溫度，然后經(jīng)過10位A/D轉(zhuǎn)換串行輸出。它也具有預(yù)設(shè)溫度門限和中斷輸出功能。AD7416串行總線地址的最低3位是通過管腳編程選擇的，因此可以在一條總線上連接多達(dá)8個(gè)芯片。I2C的兩條線分別是時(shí)鐘線和雙向數(shù)據(jù)線。在使用中軟件的編寫要嚴(yán)格遵守I2C協(xié)議的格式和時(shí)序。由于SMBus接口和I2C接口的相似性，AD公司的AD741AD7415的輸出同時(shí)兼容了這兩種接口，更大地方便了使用?；赟PI接口的溫度傳感器AD公司的AD7814是具有SPI串行接口的溫度傳感器。它可以與大多數(shù)微處理器及DSP配合使用。AD7814與8051系列微處理器的接口方式十分簡(jiǎn)單，8051工作在串行接口方式０下，AD7814的管腳DOUT和SCLK分別接在8051的串行口P3．0與P3．1，DIN接地，CS由某一數(shù)據(jù)I/O口控制。要向AD7814寫入數(shù)據(jù)以完成某種特殊功能時(shí)，需使用DIN管腳，則可用8051的其它數(shù)據(jù)端口進(jìn)行控制。隨著信息產(chǎn)業(yè)化的到來，溫度傳感器尤其是半導(dǎo)體溫度傳感器也會(huì)因此得到進(jìn)一步的發(fā)展。數(shù)字半導(dǎo)體溫度傳感器由于其廉價(jià)、精確、線性、低功耗、小型化等特點(diǎn)必將得到更大的發(fā)展。參考文獻(xiàn)1武自芳，虞鶴松．微機(jī)控制系統(tǒng)及其應(yīng)用．西安：西安交通大學(xué)出版社，19982張福學(xué)．傳感器應(yīng)用及其電路精選．北京電子工業(yè)出版社，1991(收稿日期：20000920)20 /
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