基于12C總線接口的智能溫度傳感器TMPl01的設(shè)計
合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院 顧威,陳梅,李鑫
1 概述
TMPl01是TI公司生產(chǎn)的基于I2C串行總線接口的低功耗、高精度智能溫度傳感器,其內(nèi)部集成有溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、I2C串行總線接口等。寬泛的溫度測量范圍和較高的分辨率使其廣泛應(yīng)用于多領(lǐng)域的溫度測量系統(tǒng)、多路溫度測控系統(tǒng)以及各種恒溫控制裝置。TMPl01具有以下性能特點:
1)帶有I2C總線,通過串行接口(SDA,SCI)實現(xiàn)與單片機的通信,其I2C總線上可掛接3個TMPl01器件,構(gòu)成多點溫度測控系統(tǒng)。
2)溫度測量范圍為－55％~125℃,9～12位A/D轉(zhuǎn)換精度,12位A/D轉(zhuǎn)換的分辨率達0.0625~C。被測溫度值以符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出。
3)電源電壓范圍寬(＋2.7 V～＋5.5 V),靜態(tài)電流小(待機狀態(tài)下僅為O.1μA)。
4)內(nèi)部具有可編程的溫度上、下限寄存器及報警(中斷)輸出功能,內(nèi)部的故障排隊功能可防止因噪聲干擾引起的誤觸發(fā),從而提高溫控系統(tǒng)的可靠性。
2 TMPl01引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.1 TMPl01引腳功能
TMPl01硬件連接簡便,運行時除了SDA、SCI．和ALERT線上需要加上拉電阻外不需外接器件．TMPl01采用SOT23-6封裝,引腳排列如圖1所示,引腳功能如下：
SCL:串行時鐘輸入端;
GND:接地端;
ALERT:總線報警(中斷)輸出端,漏極開路輸出;
V+：電源端;
ADD0:I2C總線的地址選擇端;
SDA:串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端。電源與接地端之間接有一只0.1μF的耦合電容。
2.2 TMPl01內(nèi)部結(jié)構(gòu)
TMP101內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示,TMP101內(nèi)部含有二極管溫度傳感器、△-∑型A/D轉(zhuǎn)換器、時鐘振蕩器、控制邏輯、配置寄存器、溫度寄存器以及故障排隊計數(shù)器。TMP101首先通過內(nèi)部溫度傳感器產(chǎn)生一個與被測溫度成正比的電壓信號,再通過12位△-∑型A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號轉(zhuǎn)換為與攝氏溫度成正比的數(shù)字量并存儲在內(nèi)部的溫度寄存器中。該器件根據(jù)用戶在溫度上下限寄存器中設(shè)定的THIGH和TLOW,通過溫度窗口比較器決定是否啟動報警輸出。系統(tǒng)上電后器件處于缺省狀態(tài),其溫度報警缺省閾值為:上限溫度THIGH=80℃溫度TLOW=75℃。
3 TMP101工作原理
