TMP05/TMP06型溫度傳感器及其應(yīng)用

TMP05/06 Temperature Sensor and Its Application

DU Lixia, DAI Suiyu

(Dept. of Information Engineering and Automation of Kunming Universit y of Science and Technology, Kunming 650051, China)

　　Keywords: digital temperature sensor; micro?controller unit; P WM; daisy?chain mode

1TMP05/06的工作原理
1.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能
　　TMP05/06的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1.2測(cè)溫原理
　　TMP05/06的工作原理是將被測(cè)溫度的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將數(shù)字化信號(hào)編碼成時(shí) 間比率(TH/TL)的形式。TH和 TL在時(shí)間上是連續(xù)的，用同一時(shí)鐘即可獲得二者的比率，因此，溫度信 號(hào)與時(shí)間比率有關(guān)。
　　TMP05/06的輸出為方波信號(hào)，25℃時(shí)，輸出方波的周期為116ms(典型值，CONV/IN引腳為浮 置 )，高電平的持續(xù)時(shí)間T?H是固定的，而低電平的持續(xù)時(shí)間卻隨著溫度而 變化。當(dāng)CONV/IN引腳設(shè)置為低或者浮置時(shí)，可以通過(guò)式(1)計(jì)算溫度：
　　t(℃)=421-751TH/TL　　　　　　(1)?
　　若設(shè)置為高電平，則通過(guò)式(2)來(lái)計(jì)算：?
　　t(℃)=421-93.875TH/TL　　　　(2)?
　　其中，TH和TL的值可以通過(guò)微處理器的定時(shí)/計(jì)數(shù) 口很容易地讀取，然后編程即可實(shí)現(xiàn)上述算法，從而得到所測(cè)溫度值。
1.3性能特點(diǎn)
　　在0℃～70℃溫度范圍內(nèi)精度為±1℃，25℃時(shí)達(dá)±0.5℃； 工作范圍-40℃～+150℃； 3V～5.5V單電源供電； 3.3V工作電源下，功耗最大為70μW； 超小封裝(SC70及SOT?23兩種封裝形式)，低功耗。

　　TMP05/06有三種工作模式，用戶可根據(jù)需要設(shè)置FUNC引腳的狀態(tài)選擇合適的工作模式( 表1)。?

　　在單次轉(zhuǎn)換模式中，當(dāng)微控制器發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，TMP05/06輸出一個(gè)與溫度高低有關(guān)的方波信號(hào) 。微控制器首先將OUT引腳置為低電平，然后釋放，表示請(qǐng)求輸出；當(dāng)OUT引腳被釋放時(shí)，就 輸出溫度的測(cè)量結(jié)果TH和TL(如圖2)。

2.2連續(xù)轉(zhuǎn)換模式
　　在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式中，TMP05/06連續(xù)輸出方波信號(hào)。方波的頻率通過(guò)設(shè)置CONV/IN引腳的狀態(tài) 來(lái)決定。而且上電以后，對(duì)CONV/IN引腳的任意改變都不會(huì)影響原來(lái)的設(shè)置。
2.3菊花鏈工作模式
　　設(shè)置FUNC引腳為高電平狀態(tài)，可以將印刷電路板上的多片TMP05/06連接為菊花鏈工作模式。 因此，允許微控制器專門用一條輸入線來(lái)接收所有的溫度測(cè)量值(如圖3所示)。?

　　在啟動(dòng)脈沖沒有到達(dá)TMP05/06時(shí)，此元件充當(dāng)前面溫度測(cè)量的緩沖器，一旦檢測(cè)到啟動(dòng)信號(hào) ，立即啟動(dòng)轉(zhuǎn)換并將結(jié)果輸出，于是就為下一片TMP05/06提供啟動(dòng)脈沖，依次循環(huán)，最終的 輸出結(jié)果見圖4c。第一片TMP05/06的CONV/IN引腳必須保持為低直到最后一片輸出啟動(dòng)脈沖 ，然后置為高。這就是菊花鏈工作模式的整個(gè)過(guò)程。?

　　TMP05/06由于其高精度的測(cè)量結(jié)果和超小封裝形式可理想地用于各種便攜式電子設(shè)備中作溫 度監(jiān)測(cè)器。例如，可用來(lái)監(jiān)視電子設(shè)備中高速MCU芯片的溫度，對(duì)于采用表面安裝的芯片更 加合適(將TMP05/06裝在MCU芯片的下邊并盡量貼近芯片，即可測(cè)出芯片的表面溫度)。其獨(dú) 特的菊花鏈工作模式，可以方便的連接多個(gè)集成電路溫度傳感器，簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)。
　　TMP05/06為單線制PWM輸出，僅需單線就能與微控制器方便地連接，因此硬件電路設(shè)計(jì)比較 簡(jiǎn)單(如圖5所示)。
　　TMP05/06配上單片機(jī)后，容易用單片機(jī)內(nèi)的計(jì)數(shù)器分別測(cè)得TH和TL的值，然后編程計(jì)算溫度值。具體步驟如下(TMP05/06配置為單次轉(zhuǎn)換模式 )：
　　(1)計(jì)數(shù)器0、1初始化；
　　(2)80C51發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，即將OUT引腳拉為低電平然后釋放；
　　(3)OUT引腳釋放時(shí)，P1.0輸入高電平，計(jì)數(shù)器0開始工作，計(jì)時(shí)TH；
　　(4)P1.0變?yōu)榈蜁r(shí)，計(jì)數(shù)器0停止，計(jì)數(shù)器1啟動(dòng)，計(jì)時(shí)TL；
　　(5)根據(jù)前述公式計(jì)算溫度值；
　　(6)顯示溫度，若超限則報(bào)警或啟動(dòng)散熱設(shè)備。