TC77温度传感器与单片机的连接
附件I.:
TCVIIVII温度传感器与单片机的连接
硅温度传感器提供了I.个易于使用的选择来替代传统的温度传感器,如热电偶.热敏电阻和实时数字仿真仪.TCVIIVII温度传感器接口尤其适合嵌入式系统,由于其SPI接口.这有助于提供I.个直接简单的方法来连接单片机的接口.这个应用程序将讨论系统集成.固件实现和PCB布局以及TCVIIVII在嵌入式系统中的技术.微芯片已经开发了I.个硬件平台称为pickitFlashI.的初学者工具包,允许设计人员快速地开始他们的系统开发.此外,芯片已经开发了I.个应用接口的子板,直接连向pickitFlashI.启动器的接口.这两个板子用于演示将TCVIIVII集成到嵌入式系统的技术开发环境.这两个开发板可以在网站www.microchip.com上查看.
TCVIIVII温度传感器的接口子板为了演示方便将温度传感器与PICmicro微控制器单元(MCU)集成数字硅集成电路.该温度传感器接口的子板插入pickitFlashI.的初学者工具包的扩展报头JIII,如图I.所示.初学者工具包是I.个低成本的微控制器编程与Microchip公司的VIII引脚和I.IV引脚闪存家族构成的I.个易于使用的界面开发工具.用TCVIIVII温度传感器来作为示例的目的是为了测量II进制编码的X进制(BCD)显示温度和PICkitI.发光II极管.TCVIIVII是硅CMOS数字温度传感器,特别适合低成本和基本功能测试的应用程序.温度数据转换来自内部的热敏感元件,可同时传输两个XIII位的数字量单元.TCVIIVII提供许多系统级的优点,包括集成温度传感器和信号调节电路在I.个芯片上,同时通过SPI兼容的接口连接到PICkitI..
图I.
TCVIIVII应用功能描述
该温度传感器由I.个内部的II极管温度传感 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
器,I.III位∑-Δ,模数转换(ADC),III个数字寄存器和I.个SPI兼容接口组成.SPI兼容接口与微控制器的串行通信,如PIC单片机.图II提供了I.个简化的TCVIIVII温度传感器内部组成原理图.测量得到的温度数据存储在温度寄存器,而配置寄存器是用来选择传感器的工作模式.制造商的识别(ID)寄存器是用来识别传感器作为I.个芯片组件.表I.提供了TCVIIVII温度传感器中寄存器的位定义.
用户操作模式
TCVIIVII的用户配置操作模式包括I.个连续的温度和关闭模式,通过配置寄存器的选择.在连续的温度模式,ADC的转换速率大约是每III00毫秒I.次,与此同时数据被存储在温度寄存器.如果在ADC的转换过程中温度寄存器被请求执行读操作,那么ADC将继续转换数据并将数据通过传感器的串行I/O端口输出.
当不需要监测温度变化时,关闭模式可减少传感器在应用时的功率消耗.在关断模式禁用温度转换电路时,SPI兼容接口依然活跃.该传感器的电流消耗在小于I.μA时关机模式被激活.
图II
表I.:TCVIIVII数码寄存器
SPI兼容的接口
TCVIIVII温度传感器的SPI兼容接口由片选端口(CS),串行时钟(SCK)和双向串行输入/输出(SI/O)数据信号组成.图III提供了I.个读操作下温度寄存器的时序图.当TCVIIVII开始数据传输时,CS输出逻辑0".然后SI/O口开始输出数据的第I.位,同时SCK的输入信号由PIC单片机提供,并作为SCK的上升沿.I.旦I.IV位的数据被传输,SI/O端口的工作状态将有III种状态来显示.当多个设备连接到SPI时,CS输入端口用于选择TCVIIVII的工作状态.在CS等于逻辑0"时,CS端口还用于同步数据的写入或者从设备读取数据.当CS端口输出逻辑I."时SCK输入被禁用.SCK的下降沿决定CS端口开始通信,而上升沿决定CS端口结束通信.图IV提供了I.个多字节的通信操作包括读取温度数据寄存器的时序图,后面跟着I.个写入配置寄存器.第I.组I.VI对脉冲是用来传送温度数据到单片机的应用.第II组I.VI对脉冲是用来接收安置TCVIIVII在关机或温度连续转换模式控制器的命令.请注意,TCVIIVII是工作在连续的温度转换电源模式,写入TCVIIVII的配置寄存器中的数据应该是所有0或I.,对应于连续的温度转换或关闭模式.TCVIIVII处于关闭状态时位C0到CVII都等于I..如果在C0到CVII中任何I.点0"位置写入配置寄存器,TCVIIVII都将工作在连续转换模式.
图III:温度读取时序图
图IV:温度读取后写在配置寄存器的时序图
温度数据格式
该温度传感器的温度数据是由I.个I.III位补码表示,如表I.和表II所示.最低有效位(LSB)等于0.0VIIIV°C.注意最后两个比特(位T0和TI.)是III态,表示为逻辑I.".位TII设置为逻辑I.",表示温度数据转换完成后的上电或电压复位事件.下面列出的是该温度传感器的温度寄存器位定义的实例的温度为VIIIV.I.IIV°C.
例如:图III:温度读时序图.
温度为VIIIV.I.IIV°C
温度寄存器=00I.0I.0I.0I.00I.0I.I.I.b
=II^VI+II^IV+II^II+II^0+II^-III *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
=VIIV+I.VI+IV+I.+0.I.IIV
=VIIIV.I.IIV°C
表II
TCVIIVII应用指南
建议使用0.I.μF的解耦电容来消除电源和地面之间电流传输对传感器的噪音影响.同时,用户选择TCVIIVII传感器的校准电压尽可能与PCB上的系统电压相近.TCVIIVII的温度精度测试和校准在III.IIIv和V.0v,如果使用不同的电压校准VDD准确性将出现不同的误差.请参阅TCVIIVII数据表(DSII00IXII)传感器的规格详情.硅数字温度传感器测量温度通过监测电压的II极管位于模电压.TCVIIVII温度传感器接地引脚和到PCB封装的接地平面通过焊线来连接.接地引脚提供芯片和PCB之间的低阻抗的热路径,允许传感器有效地监控PCB板的温度.封装的顶部之间的热路径周围的空气,在封装的底部和PCB,效率不高,因为塑料包装作为热绝缘体.因此,环境空气温度(假定空气和PCB之间存在较大的温度梯度)对温度传感器测量的温度只有很小的影响.
TCVIIVII子板接口的应用
该温度传感器接口板通过扩展头JIII插入子板的pickitFlashI.的初学者工具包.图V显示应用接口的子板插入pickitI.Flash入门套件的样子.在pickitI.Flash入门套件的更多信息,请参阅pickitFlashI.的初学者工具包用户指南(dsIV00VI.).子板的应用接口板由I.个温度传感器温度传感器和I.个旁路电容器组成.旁路电容(CI.)是用来消除V伏直流电源通电造成的噪声.图VI显示了I.个示意图.
图V
图VI
结论
SPI接口的应用与TCVIIVII子板论证了整合数字硅集成电路温度传感器和PICmicro微控制器单元(MCU).该应用是I.个CMOS数字温度传感器,提供了I.个数字温度测量中热管理问题的解决方法.该温度传感器提供了许多系统级的优势,包括传感器和I.个小的IC封装的信号调理电路的集成.这提供了便于系统集成和最大限度地减少所需的电路板空间,减少了元件数量,缩短了设计时间.
TCVIIVII温度传感器与单片机的连接
硅温度传感器提供了I.个易于使用的选择来替代传统的温度传感器,如热电偶.热敏电阻和实时数字仿真仪.TCVIIVII温度传感器接口尤其适合嵌入式系统,由于其SPI接口.这有助于提供I.个直接简单的方法来连接单片机的接口.这个应用程序将讨论系统集成.固件实现和PCB布局以及TCVIIVII在嵌入式系统中的技术.微芯片已经开发了I.个硬件平台称为pickitFlashI.的初学者工具包,允许设计人员快速地开始他们的系统开发.此外,芯片已经开发了I.个应用接口的子板,直接连向pickitFlashI.启动器的接口.这两个板子用于演示将TCVIIVII集成到嵌入式系统的技术开发环境.这两个开发板可以在网站www.microchip.com上查看.
TCVIIVII温度传感器的接口子板为了演示方便将温度传感器与PICmicro微控制器单元(MCU)集成数字硅集成电路.该温度传感器接口的子板插入pickitFlashI.的初学者工具包的扩展报头JIII,如图I.所示.初学者工具包是I.个低成本的微控制器编程与Microchip公司的VIII引脚和I.IV引脚闪存家族构成的I.个易于使用的界面开发工具.用TCVIIVII温度传感器来作为示例的目的是为了测量II进制编码的X进制(BCD)显示温度和PICkitI.发光II极管.TCVIIVII是硅CMOS数字温度传感器,特别适合低成本和基本功能测试的应用程序.温度数据转换来自内部的热敏感元件,可同时传输两个XIII位的数字量单元.TCVIIVII提供许多系统级的优点,包括集成温度传感器和信号调节电路在I.个芯片上,同时通过SPI兼容的接口连接到PICkitI..
图I.
TCVIIVII应用功能描述
该温度传感器由I.个内部的II极管温度传感 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
器,I.III位∑-Δ,模数转换(ADC),III个数字寄存器和I.个SPI兼容接口组成.SPI兼容接口与微控制器的串行通信,如PIC单片机.图II提供了I.个简化的TCVIIVII温度传感器内部组成原理图.测量得到的温度数据存储在温度寄存器,而配置寄存器是用来选择传感器的工作模式.制造商的识别(ID)寄存器是用来识别传感器作为I.个芯片组件.表I.提供了TCVIIVII温度传感器中寄存器的位定义.
用户操作模式
TCVIIVII的用户配置操作模式包括I.个连续的温度和关闭模式,通过配置寄存器的选择.在连续的温度模式,ADC的转换速率大约是每III00毫秒I.次,与此同时数据被存储在温度寄存器.如果在ADC的转换过程中温度寄存器被请求执行读操作,那么ADC将继续转换数据并将数据通过传感器的串行I/O端口输出.
当不需要监测温度变化时,关闭模式可减少传感器在应用时的功率消耗.在关断模式禁用温度转换电路时,SPI兼容接口依然活跃.该传感器的电流消耗在小于I.μA时关机模式被激活.
图II
表I.:TCVIIVII数码寄存器
SPI兼容的接口
TCVIIVII温度传感器的SPI兼容接口由片选端口(CS),串行时钟(SCK)和双向串行输入/输出(SI/O)数据信号组成.图III提供了I.个读操作下温度寄存器的时序图.当TCVIIVII开始数据传输时,CS输出逻辑0".然后SI/O口开始输出数据的第I.位,同时SCK的输入信号由PIC单片机提供,并作为SCK的上升沿.I.旦I.IV位的数据被传输,SI/O端口的工作状态将有III种状态来显示.当多个设备连接到SPI时,CS输入端口用于选择TCVIIVII的工作状态.在CS等于逻辑0"时,CS端口还用于同步数据的写入或者从设备读取数据.当CS端口输出逻辑I."时SCK输入被禁用.SCK的下降沿决定CS端口开始通信,而上升沿决定CS端口结束通信.图IV提供了I.个多字节的通信操作包括读取温度数据寄存器的时序图,后面跟着I.个写入配置寄存器.第I.组I.VI对脉冲是用来传送温度数据到单片机的应用.第II组I.VI对脉冲是用来接收安置TCVIIVII在关机或温度连续转换模式控制器的命令.请注意,TCVIIVII是工作在连续的温度转换电源模式,写入TCVIIVII的配置寄存器中的数据应该是所有0或I.,对应于连续的温度转换或关闭模式.TCVIIVII处于关闭状态时位C0到CVII都等于I..如果在C0到CVII中任何I.点0"位置写入配置寄存器,TCVIIVII都将工作在连续转换模式.
图III:温度读取时序图
图IV:温度读取后写在配置寄存器的时序图
温度数据格式
该温度传感器的温度数据是由I.个I.III位补码表示,如表I.和表II所示.最低有效位(LSB)等于0.0VIIIV°C.注意最后两个比特(位T0和TI.)是III态,表示为逻辑I.".位TII设置为逻辑I.",表示温度数据转换完成后的上电或电压复位事件.下面列出的是该温度传感器的温度寄存器位定义的实例的温度为VIIIV.I.IIV°C.
例如:图III:温度读时序图.
温度为VIIIV.I.IIV°C
温度寄存器=00I.0I.0I.0I.00I.0I.I.I.b
=II^VI+II^IV+II^II+II^0+II^-III *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
=VIIV+I.VI+IV+I.+0.I.IIV
=VIIIV.I.IIV°C
表II
TCVIIVII应用指南
建议使用0.I.μF的解耦电容来消除电源和地面之间电流传输对传感器的噪音影响.同时,用户选择TCVIIVII传感器的校准电压尽可能与PCB上的系统电压相近.TCVIIVII的温度精度测试和校准在III.IIIv和V.0v,如果使用不同的电压校准VDD准确性将出现不同的误差.请参阅TCVIIVII数据表(DSII00IXII)传感器的规格详情.硅数字温度传感器测量温度通过监测电压的II极管位于模电压.TCVIIVII温度传感器接地引脚和到PCB封装的接地平面通过焊线来连接.接地引脚提供芯片和PCB之间的低阻抗的热路径,允许传感器有效地监控PCB板的温度.封装的顶部之间的热路径周围的空气,在封装的底部和PCB,效率不高,因为塑料包装作为热绝缘体.因此,环境空气温度(假定空气和PCB之间存在较大的温度梯度)对温度传感器测量的温度只有很小的影响.
TCVIIVII子板接口的应用
该温度传感器接口板通过扩展头JIII插入子板的pickitFlashI.的初学者工具包.图V显示应用接口的子板插入pickitI.Flash入门套件的样子.在pickitI.Flash入门套件的更多信息,请参阅pickitFlashI.的初学者工具包用户指南(dsIV00VI.).子板的应用接口板由I.个温度传感器温度传感器和I.个旁路电容器组成.旁路电容(CI.)是用来消除V伏直流电源通电造成的噪声.图VI显示了I.个示意图.
图V
图VI
结论
SPI接口的应用与TCVIIVII子板论证了整合数字硅集成电路温度传感器和PICmicro微控制器单元(MCU).该应用是I.个CMOS数字温度传感器,提供了I.个数字温度测量中热管理问题的解决方法.该温度传感器提供了许多系统级的优势,包括传感器和I.个小的IC封装的信号调理电路的集成.这提供了便于系统集成和最大限度地减少所需的电路板空间,减少了元件数量,缩短了设计时间.
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