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數字溫度傳感器ad7416的應用-資料下載頁

2026-06-10 23:17本頁面

　　

【正文】度傳感器與相應的轉換電路、接口電路以及各種其它功能電路逐漸集成在一起，形成了功能強大、精確、價廉的數字溫度傳感器。單線輸出的數字溫度傳感器單線輸出的特點是接口電路簡單，測出的溫度值精確，所以在一般應用中，這種芯片得到了偏愛。由于只有一根輸出線，測量出的溫度值必須轉換成某種方式進行輸出。常見的輸出方式有時間輸出、頻率輸出及數值輸出等，然后再由微處理器將溫度傳感器輸出的信號轉換成真實溫度值，進行進一步的處理與控制。時間輸出的溫度傳感器AD公司的TMP03/04是常用的時間輸出的數字溫度傳感器。它們輸出經過調制后的矩形波，應用中只需測得其輸出方波占空比T1/T2中T1和T2的實際時間寬度，即可計算出被測對象的溫度。與微處理器連接時只需將芯片輸出與微處理器的定時器／計數器相連，就可很容易地測出Ｔ１、Ｔ２的時間寬度，并計算出相應的溫度值。TMP03為集電極開路輸出，需上拉電阻，TMP04為開漏輸出，可直接驅動邏輯電路。MAXIM公司的MAX6578也是一種輸出時間的溫度傳感器。它輸出的方波信號周期正比于絕對溫度。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用的時間輸出的溫度傳感器。它的特點是在一根I/O線上最多可以同時接8只芯片，同時測8個點位的溫度而不相互干擾。通過對管腳TS0、TS1的不同連接及選擇L、H不同型號，可以設置芯片的不同延時系數。測量溫度時，微處理器啟動轉換，經正比于絕對溫度值的延時tDx后，MAX6575拉低I/O線。通過測量這個延時時間tDx，再利用所設置的該芯片的延時系數，可以計算出該芯片所測的溫度值。由于各芯片延時系數不同，其延時時間并不會相互重疊，使用微處理器的定時器/計數器可以分別測出各個芯片的延時時間，再計算出各個芯片所測出的溫度。頻率輸出的單線溫度傳感器MAX6577是輸出頻率信號的數字溫度傳感器。它輸出占空比為1/2的方波，其頻率正比于絕對溫度。它的內部結構及使用方式與MAX6578非常相擬。通過引腳TS0、TS1選擇適當的頻率/溫度比例常數，再由微處理器的內部計數器測出頻率后，計算出所測溫度。其與微處理器的接口方式見圖5。數值輸出的單線溫度傳感器數值輸出的單線溫度傳感器直接以串行方式輸出芯片測出的具體溫度數值，所以其時序非常重要。DALLAS公司的DS1820就是這樣一種獨特的溫度傳感器。它只需一個接口引腳即可通信，可用數據線供電，并具備多點測溫能力。其硬件連接及時序圖如圖6所示。其讀寫時序主要有復位、讀時間片和寫時間片三種時序操作。芯片本身帶有命令集和存儲器，微處理器通過發出控制命令，對芯片存儲器進行讀寫，完成溫度測量。芯片電源也可由微處理器的一個I/O口提供。微處理器在讀寫DS1820前先使其復位，檢測到其應答信號后，微處理器發ROM操作命令，然后再發控制命令。多點溫度測量時，只需并聯多只DS1820并放在各測溫點上，在使用前對各個芯片進行ROM搜索并將各個芯片的序列號保存起來。以后對每個DS1820尋址時，只要發相應的序列號，然后再對其進行其它操作即可。與DS1820類似的芯片還有DS1822。基于總線協議輸出的數字溫度傳感器為了提高可靠性，方便使用，人們又設計了許多基于某種總線協議輸出的數字溫度傳感器。這種溫度傳感器一般有多根線輸出。輸出格式和時序嚴格遵守某種協議，適用于各種場合，尤其是遠端測量。常見的協議格式有SMBus協議、I2C協議等。基于SMBus總線的溫度傳感器MAXIM公司的MAX1617～1619系列都是采用SMBus串行接口的遠端溫度傳感器。MAX1619用來監測PC機內CPU的溫度。它通過施加電流并測量正向結壓測量外部PN結(分立晶體管、ASIC或CPU內)的結溫，并通過SMBus二線串行接口將結果(8位精度)傳給微處理器。SMBus接口的兩根線分別是時鐘線和數據線，如圖7所示。在使用中，軟件的編寫必須嚴格遵守SMBus協議的規范。MAX1619可同時本地測量自身封裝溫度，且具有風扇控制輸出；還可事先設定溫度門限，當溫度高于或低于該門限值時中斷微處理器。通過管腳編程，改變ADD0、ADD1的連接方式，可以選擇最多9個不同的SMBus地址，這樣可允許多個MAX1619連接在同一總線上而不致地址沖突。基于I2C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字溫度傳感器。它通過一個片內溫度傳感器精確測量環境溫度，然后經過10位A/D轉換串行輸出。它也具有預設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8個芯片。I2C的兩條線分別是時鐘線和雙向數據線。在使用中軟件的編寫要嚴格遵守I2C協議的格式和時序。由于SMBus接口和I2C接口的相似性，AD公司的AD741AD7415的輸出同時兼容了這兩種接口，更大地方便了使用。基于SPI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由某一數據I/O口控制。要向AD7814寫入數據以完成某種特殊功能時，需使用DIN管腳，則可用8051的其它數據端口進行控制。隨著信息產業化的到來，溫度傳感器尤其是半導體溫度傳感器也會因此得到進一步的發展。數字半導體溫度傳感器由于其廉價、精確、線性、低功耗、小型化等特點必將得到更大的發展。參考文獻1武自芳，虞鶴松．微機控制系統及其應用．西安：西安交通大學出版社，19982張福學．傳感器應用及其電路精選．北京電子工業出版社，1991(收稿日期：20000920)20 /

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