ADT75型數(shù)字溫度傳感器的原理和應(yīng)用

摘要：介紹 型數(shù)字溫度傳感器，它將溫度傳感器、12位轉(zhuǎn)換器、可編程溫度越限報(bào)警器和 總線接口集成在一個(gè)芯片中。詳細(xì)描述 的功能、原理及使用方法，給出該電路在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：數(shù)字溫度傳感器； T溫度控制系統(tǒng)1引言是 公司推出的數(shù)字溫度傳感器，內(nèi)置1個(gè)高度集成的溫度傳感器，其額定工作溫度范圍為55℃?+125℃,能夠?qū)囟冗M(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。其內(nèi)部還包含1個(gè)12位的，用來監(jiān)測(cè)并數(shù)字化溫度值，其分辨率可達(dá)0.0625℃,功耗低，工作電壓范圍是 ?5.5若工作電壓在.，其典型電流值為0。a在關(guān)斷模式下，典型電流值僅為M。 5是一款完善的數(shù)字溫度傳感器，集傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器于一體，可大大簡(jiǎn)化溫度測(cè)試系統(tǒng)的

設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的集成化。的主要特點(diǎn)如下：內(nèi)含12位轉(zhuǎn)換器；溫度誤差最大是±1℃，溫度分辨率0.0625℃；兼容接口;2工作溫度范圍為-55℃~+125℃；超溫指示器；采用關(guān)斷模式降低能耗；在.工作電壓下的功耗典型值為6。w引腳和封裝。2 的引腳排列及功能的引腳排列如圖所示。各個(gè)引腳的功能如表所列。表I20775的引腳功能引腳號(hào)引腳名稱功 能 一1SDA［串行數(shù)據(jù)輸入/輸出2SCL_長(zhǎng)時(shí)鐘輸入0S/AIERT溫晨超限指示4GND位報(bào)地而數(shù)字地5A2避串行總線地址選攆引腳6A1SMBus/rC串行總線地址選擇引血7A0SMBW產(chǎn)C串行總線地址選擇引腳#皿電源正極 圖1圖1ADT75的引腳排列的工作原理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。主要包括溫度傳感器、E一△調(diào)節(jié)器、個(gè)數(shù)據(jù)寄存器溫度數(shù)據(jù)寄存器、配置寄存器、 定值寄存器和 定值寄存器和個(gè)地址指針寄存器、數(shù)字比較器、 串行接口等。其工作過程如下：溫度傳感器進(jìn)行溫度采集，產(chǎn)生與絕對(duì)溫度成一定比例的精確電壓，并與內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較，輸入精確的數(shù)字式調(diào)節(jié)器中，轉(zhuǎn)換為有效精度為12位的數(shù)據(jù)。被測(cè)量的溫度值與限定值比較，如果測(cè)量值超限，則引腳輸出超限信息。包含個(gè)寄存器：個(gè)數(shù)據(jù)寄存器和個(gè)地址指針寄存器。配置寄存器是惟一的位數(shù)據(jù)寄存器，其余的均是16位。溫度數(shù)據(jù)寄存器是惟一的只讀數(shù)據(jù)寄存器。上電時(shí)，地址指針寄存器被設(shè)置為 ，且指針指向溫度數(shù)據(jù)寄存器，具體描述見表2表2ADT75的寄存器地址指針地址名掰上電默認(rèn)值0x00溫度數(shù)據(jù)寄存器0^000加1廠配置寄存器0x000x02丁旗打定值寄存器0i4B00（750x0312s定值寄存器0x5000（80電）0x04 |_ 單步模式 ?OxXX地（址1指）針寄存器該8位寫寄存器存放指向4個(gè)數(shù)據(jù)寄存器之一的1個(gè)地址，并選擇單步模式。采用單步模式可以減少電能消耗，當(dāng)單步模式啟動(dòng)時(shí)， 立5刻進(jìn)入關(guān)斷模式。當(dāng) 為 3寸,電流消耗為p；當(dāng)為5時(shí)，電流消耗為5p。和選擇被寫入或讀出數(shù)據(jù)字

節(jié)的數(shù)據(jù)寄存器。、和通過向這個(gè)寄存器寫入 來選擇單步模式。該位寄存器其余位都設(shè)置為零。寄存器地址選擇見表3。寄存器地址選擇對(duì)應(yīng)的寄存器溫度數(shù)據(jù)寄存器配置寄存器Rg星停寄至登丁明定值彌浮嘉一寄存器地址選擇對(duì)應(yīng)的寄存器溫度數(shù)據(jù)寄存器配置寄存器Rg星停寄至登丁明定值彌浮嘉一單步模式寄存器地址選擇溫（度2數(shù)）據(jù)寄存器位1只6讀寄存器存儲(chǔ)由內(nèi)置溫度傳感器測(cè)得的溫度值，以二進(jìn)制補(bǔ)碼的方式存儲(chǔ)，以

為溫度標(biāo)記位。讀寄存器時(shí)，先讀高位，后讀低位。配（置3寄）存器位可讀寫寄存器為 配置各種模式，如關(guān)斷、超溫中斷、單步、 報(bào)警使能、引腳極性和超溫錯(cuò)誤隊(duì)列等。定值寄存器這個(gè)16位讀/寫寄存器存放2個(gè)中斷模式下的溫度滯后限定值。溫度限定值以二進(jìn)制補(bǔ)碼的方式存儲(chǔ)，用 作為溫度標(biāo)志位。當(dāng)從這個(gè)寄存器讀數(shù)時(shí)，先讀高位，后讀低位S 的缺省設(shè)置極限溫度為+75℃。

定值寄存器這個(gè)16位讀/寫寄存器以2個(gè)中斷模式存放超溫限定值。溫度限定值以二進(jìn)制補(bǔ)碼的方式存儲(chǔ)。當(dāng)從這個(gè)寄存器讀數(shù)時(shí)，先讀高8位 ，后讀低8位s 的缺省設(shè)置極限溫度為+80℃。典型應(yīng)用溫度是測(cè)控系統(tǒng)中主要的被控參數(shù)之一。實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要控制溫度使之保持在某一范圍內(nèi)。以往，在實(shí)際測(cè)控系統(tǒng)中，多采用熱敏電阻器或熱電偶測(cè)量溫度。這種溫度采集電路有時(shí)需要冷端補(bǔ)償電路，這樣就增加了電路的復(fù)雜性；而且電路易受干擾，使采集到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。.應(yīng)1用比較在傳統(tǒng)的溫度測(cè)控系統(tǒng)中，用熱電偶或熱敏電阻器采集溫度，再由前置放大電路將檢測(cè)到的微小信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?可轉(zhuǎn)換的信號(hào)，同時(shí)經(jīng)過冷端溫度補(bǔ)償后進(jìn)行 轉(zhuǎn)換，這樣才能把模擬溫度信號(hào)數(shù)字化，如圖3所示。熱電偶冷端？隨電路模數(shù)轉(zhuǎn)換器信號(hào)處理熱電偶冷端？隨電路模數(shù)轉(zhuǎn)換器信號(hào)處理圖3傳統(tǒng)溫度信號(hào)采集電路大7大7是一款完善的數(shù)字溫度傳感器，集傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器于一體。采用

大簡(jiǎn)化了溫度測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，電路集成度高，所占空間小，精度高，大大減少了調(diào)試工作

量。應(yīng)2用實(shí)例直冷式電冰柜的機(jī)件相對(duì)較少，設(shè)備不容易出故障，而且制冷相對(duì)迅速，它是利用冰柜內(nèi)空氣自然對(duì)流的方式冷卻食品的。其蒸發(fā)器常常安裝在冰柜上部，蒸發(fā)器周圍的空氣要與蒸發(fā)器產(chǎn)生熱交換，空氣循環(huán)往復(fù)自然對(duì)流，從而達(dá)到制冷的目的。在實(shí)際使用中，電冰柜

的溫度應(yīng)保持在設(shè)定值，這就需要采用溫度測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。溫度控制原理是根據(jù)蒸

發(fā)器的溫度控制制冷壓縮機(jī)的啟停、使冰柜內(nèi)的溫度保持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。在直冷式電冰柜溫度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，以 型單片機(jī)為核4,采用構(gòu)成溫度控制電路。這種電路硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且功耗較低，實(shí)用性強(qiáng)。 與的硬件接口電路如圖4所示。0S/ALEUTAT69C51用4AUT75與*TB9(5I的接口電路At SDA0S/ALEUTAT69C51用4AUT75與*TB9(5I的接口電路At SDAA2 GMJ!.pT-012314-5?rrl"/VSBIP1IP1IP]IP]IP]IP]叫iplmgITlITOIHHxo雅麗姮ADT75)D)1)1)3MI5I6門Q1334567DdelN.ppppppppppppppppRiTJESILp在電路中，將的 串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 與單片機(jī)的 腳相連，串行時(shí)鐘輸入端 由腳依次發(fā)出高低電平， Q電阻為漏極開路時(shí)的上拉電阻器；采用比較模式，當(dāng) 輸出設(shè)置為低電平時(shí)，與其相接的蜂鳴器進(jìn)行溫度超限報(bào)警。設(shè)計(jì)中2和接地，則 的地址為 。系統(tǒng)根據(jù)測(cè)得的溫度值，由單片機(jī)內(nèi)部完成運(yùn)算，然后通過外部溫度控制裝置控制制冷壓縮機(jī)的啟停，進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，使電冰柜內(nèi)的溫度保持在某個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)。工5作方式5.串1行總線的協(xié)議操作方式主設(shè)備如單片機(jī)等，見圖通過設(shè)置開始條件啟動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，由 串行數(shù)據(jù)線定義高到低的轉(zhuǎn)換，同時(shí)串行時(shí)鐘線 一直為高電平。在第個(gè)時(shí)鐘脈沖之前拉低數(shù)據(jù)線，等待數(shù)據(jù)讀出或?qū)懭?。如?位是0將數(shù)據(jù)寫入 T如果位是1將從 中讀數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)按照9個(gè)時(shí)鐘脈沖序列的順序傳送到串行總線上。在寫入模式下，在第10個(gè)時(shí)鐘脈沖到停止?fàn)顟B(tài)期間主設(shè)備將拉高數(shù)據(jù)線。在讀出模式下，在第9個(gè)時(shí)鐘脈沖之前的低電平期間單片機(jī)將拉高數(shù)據(jù)線。的寫入方式有種不同的寫入方式。寄（存1器）寫地址為了從特定的寄存器讀數(shù)據(jù)，地址指針寄存器必須包含該寄存器地址。如果沒有包含該地址，必須通過執(zhí)行單字節(jié)寫操作將正確的地址寫入地址指針寄存器。向（寄2存）器寫數(shù)據(jù)配置寄存器是8位，因此只有數(shù)據(jù)的1個(gè)字節(jié)能寫入這個(gè)寄存器。寫到配置寄存器的數(shù)據(jù)字節(jié)包括串行總線地址，數(shù)據(jù)寄存器地址寫到地址指針寄存器中，接著數(shù)據(jù)字節(jié)寫入所選擇的數(shù)據(jù)寄存器。 寄存器和 寄存器都是位，所以可將個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)寫入這些寄存器中。的讀出方式對(duì)于配置寄存器，以個(gè)單字節(jié)數(shù)據(jù)的方式從 中讀數(shù)據(jù)。對(duì)于溫度數(shù)據(jù)寄存器、寄存器和寄存器，以個(gè)雙字節(jié)數(shù)據(jù)的方式從 中讀數(shù)據(jù)。從其他寄存器讀數(shù)據(jù)，需要對(duì)地址指針寄存器設(shè)定相關(guān)的寄存器地址。5.4超溫模式工作方式有種超溫模式，即比較模式和中斷模式。比（較1模）式在比較模式下，當(dāng)測(cè)量溫度降至被存放在 定值寄存器中的溫度限制值以下時(shí)，指針將再次恢復(fù)到無效狀態(tài)。在比較模式下，設(shè)置 為關(guān)斷模式時(shí)，無需重新設(shè)置 的狀態(tài)。中（斷2模）式在中斷模式下，只有從的寄存器讀數(shù)據(jù)時(shí)， 引腳才進(jìn)入無效狀態(tài)。在被測(cè)溫度低于存放在定值寄存器中的設(shè)定值時(shí)， 引腳返回到有效狀態(tài)。一旦 引腳被重新設(shè)詈，只有當(dāng)溫度高于 定值寄存器中的設(shè)定值時(shí)，它才將再次回到有效狀態(tài)。5.多5電路工作方式在個(gè)主設(shè)備的控制下，最多可將個(gè) 連接到一條 總線上。像所有的兼容設(shè)備一樣， 有個(gè)