物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中基于IIC通信的數(shù)字溫度傳感器測(cè)溫方案

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中為什么要使用數(shù)字式溫度傳感器芯片

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用數(shù)字式溫度傳感器芯片的原因主要有以下幾點(diǎn)：

高精度與穩(wěn)定性

高精度測(cè)量：數(shù)字式溫度傳感器芯片，如DS18B20，采用芯片集成技術(shù)，能夠有效抑制外界不同程度的干擾，從而提供高精度的溫度測(cè)量。這對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來說至關(guān)重要，因?yàn)闇?zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)是許多應(yīng)用（如冷鏈監(jiān)控、智能家居溫控等）的基礎(chǔ)。

穩(wěn)定性強(qiáng)：相較于模擬式溫度傳感器，數(shù)字式芯片在電路設(shè)計(jì)、信號(hào)處理等方面更加穩(wěn)定，減少了因電路波動(dòng)或環(huán)境變化導(dǎo)致的測(cè)量誤差。

直接數(shù)字輸出與易處理

直接數(shù)字輸出：數(shù)字式溫度傳感器芯片直接輸出串行數(shù)字信號(hào)，無需進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了后續(xù)的數(shù)據(jù)處理流程。這對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的微控制器或處理器來說，可以直接接收并處理這些數(shù)字信號(hào)，提高了系統(tǒng)的整體效率和響應(yīng)速度。

接口簡(jiǎn)單：數(shù)字式溫度傳感器的接口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，便于與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的其他設(shè)備進(jìn)行連接和通信。這降低了系統(tǒng)集成的復(fù)雜度，并提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

抗干擾能力強(qiáng)

單總線技術(shù)：許多數(shù)字式溫度傳感器芯片采用單總線技術(shù)，這種技術(shù)不僅簡(jiǎn)化了通信線路，還增強(qiáng)了芯片的抗干擾能力。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，各種設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，容易受到電磁干擾等因素的影響。數(shù)字式溫度傳感器的抗干擾能力能夠有效保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。

成本控制與開發(fā)周期

成本控制：雖然數(shù)字式溫度傳感器芯片在初始投資上可能略高于某些模擬式傳感器，但其高精度、穩(wěn)定性和易處理的特點(diǎn)使得系統(tǒng)整體成本得到有效控制。此外，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)的成熟，數(shù)字式傳感器的成本也在不斷降低。

縮短開發(fā)周期：數(shù)字式溫度傳感器芯片的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、易于使用，有助于縮短物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)周期。開發(fā)人員可以更快地完成傳感器的集成和調(diào)試工作，從而加速產(chǎn)品的上市速度。

具體應(yīng)用場(chǎng)景

智能家居

在智能家居中，數(shù)字溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境溫度的測(cè)量和控制。通過將數(shù)字溫度傳感器嵌入到智能家居設(shè)備中，如空調(diào)、地暖、暖氣等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度的自動(dòng)優(yōu)化調(diào)節(jié)，提高用戶的生活舒適度。這些傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度范圍自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能和舒適度的平衡。

醫(yī)療設(shè)備

在醫(yī)療設(shè)備中，數(shù)字溫度傳感器也發(fā)揮著重要作用。它們通常被用于體溫測(cè)量或手術(shù)過程中的溫度監(jiān)測(cè)等方面。相比傳統(tǒng)的溫度計(jì)測(cè)量方式，數(shù)字溫度傳感器具有精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，能夠更加準(zhǔn)確地反映體溫的變化情況，為醫(yī)療人員提供更加科學(xué)有效的診斷依據(jù)。同時(shí)，在醫(yī)療設(shè)備的溫度控制系統(tǒng)中，數(shù)字溫度傳感器也扮演著重要角色，確保設(shè)備在適宜的溫度下運(yùn)行，保障患者的安全。

工業(yè)控制

在工業(yè)控制領(lǐng)域，數(shù)字溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于溫度控制和保護(hù)。通過將數(shù)字溫度傳感器嵌入到工業(yè)設(shè)備中，如熔爐、烤箱、冶金設(shè)備等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備內(nèi)部溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。這有助于確保生產(chǎn)過程中的溫度穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，在設(shè)備出現(xiàn)過熱等異常情況時(shí)，數(shù)字溫度傳感器能夠迅速發(fā)出警報(bào)，保護(hù)設(shè)備免受損壞，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，數(shù)字溫度傳感器也被用于監(jiān)測(cè)和控制溫室、大棚等農(nóng)業(yè)設(shè)施的溫度。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度，農(nóng)民可以了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境，并采取相應(yīng)的措施來調(diào)節(jié)溫度，為農(nóng)作物提供適宜的生長(zhǎng)條件。這有助于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

其他領(lǐng)域

除了以上幾個(gè)領(lǐng)域外，數(shù)字溫度傳感器還廣泛應(yīng)用于其他多個(gè)領(lǐng)域。例如，在汽車電子中，數(shù)字溫度傳感器被用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度等參數(shù)；在航空航天領(lǐng)域，數(shù)字溫度傳感器被用于監(jiān)測(cè)飛機(jī)、火箭等設(shè)備的溫度狀況；在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，數(shù)字溫度傳感器被用于監(jiān)測(cè)大氣溫度、海洋溫度等環(huán)境參數(shù)。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用數(shù)字式溫度傳感器芯片可以帶來高精度、穩(wěn)定性、易處理、抗干擾能力強(qiáng)以及成本控制和開發(fā)周期縮短等多重優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)使得數(shù)字式溫度傳感器芯片成為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中不可或缺的重要組件。

本文會(huì)再為大家詳解數(shù)字式溫度傳感器芯片。

數(shù)字式溫度傳感器芯片定義：

數(shù)字式溫度傳感器（芯片）：就是能把溫度物理量和濕度物理量，通過溫度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)、plc、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。

數(shù)字溫度傳感器（芯片）是在20世紀(jì)90年代中期問世的。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)（ATE）的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種數(shù)字溫度傳感器（芯片）系列產(chǎn)品。數(shù)字溫度傳感器（芯片）內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。數(shù)字溫度傳感器（芯片）的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU）;并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化也取決于軟件的開發(fā)水平。

數(shù)字式溫度傳感器芯片產(chǎn)品原理：

數(shù)字式溫度傳感器（芯片）采用硅工藝生產(chǎn)的數(shù)字式溫度傳感器，其采用PTAT結(jié)構(gòu)，這種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有精確的，與溫度相關(guān)的良好輸出特性。PTAT的輸出通過占空比比較器調(diào)制成數(shù)字信號(hào)，占空比與溫度的關(guān)系如下式：DC=0.32 0.0047*t，t為攝氏度。輸出數(shù)字信號(hào)故與微處理器MCU兼容，通過處理器的高頻采樣可算出輸出電壓方波信號(hào)的占空比，即可得到溫度。該款溫度傳感器因其特殊工藝，分辨率優(yōu)于0.005K。

數(shù)字式溫度傳感器芯片

測(cè)溫過程：將敏感元件、A/D轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)器等集成在一個(gè)芯片上，直接輸出反應(yīng)被測(cè)溫度的數(shù)字信號(hào)，使用方便，但響應(yīng)速度較慢（100ms數(shù)量級(jí)）。如溫度IC，溫度集成電路(IC)是一種數(shù)字溫度傳感器，它有非常線性的電壓∕電流—溫度關(guān)系。有些IC傳感器甚至有代表溫度、并能被微處理器直接讀出的數(shù)字輸出形式。有兩類具有如下溫度關(guān)系的溫度IC：電壓IC: 10 mV/K；電流IC: 1μA/K。

開始供電時(shí)，數(shù)字溫度傳感器（芯片）處于能量關(guān)閉狀態(tài)，供電之后用戶通過改變寄存器分辨率使其處于連續(xù)轉(zhuǎn)換溫度模式或者單一轉(zhuǎn)換模式。在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，數(shù)字溫度傳感器（芯片）連續(xù)轉(zhuǎn)換溫度并將結(jié)果存于溫度寄存器中，讀溫度寄存器中的內(nèi)容不影響其溫度轉(zhuǎn)換;在單一轉(zhuǎn)換模式，數(shù)字溫度傳感器（芯片）執(zhí)行一次溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存于溫度寄存器中，然后回到關(guān)閉模式，這種轉(zhuǎn)換模式適用于對(duì)溫度敏感的應(yīng)用場(chǎng)合。在應(yīng)用中，用戶可以通過程序設(shè)置分辨率寄存器來實(shí)現(xiàn)不同的溫度分辨率，其分辨率有8位、9位、10位、11位或12位五種，對(duì)應(yīng)溫度分辨率分別為1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或0.0625℃，溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果的默認(rèn)分辨率為9位。

數(shù)字式溫度傳感器芯片優(yōu)缺點(diǎn)：

數(shù)字溫度傳感器芯片的優(yōu)點(diǎn)

高精度：數(shù)字溫度傳感器芯片通常具有較高的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，能夠提供更準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)。這得益于其內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和校準(zhǔn)算法，使得溫度信號(hào)在轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)時(shí)更加精確。

快速響應(yīng)：數(shù)字溫度傳感器芯片的響應(yīng)速度通常比模擬溫度傳感器更快，因?yàn)樗鼈兡軌驅(qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并快速反饋溫度變化。這種快速響應(yīng)特性對(duì)于需要實(shí)時(shí)溫度控制的場(chǎng)合尤為重要。

抗干擾能力強(qiáng)：數(shù)字溫度傳感器芯片采用數(shù)字信號(hào)輸出，相比模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)在傳輸過程中更不容易受到電磁干擾和噪聲的影響，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

易于集成和處理：數(shù)字溫度傳感器芯片可以直接與數(shù)字電路連接，無需進(jìn)行信號(hào)放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換等復(fù)雜處理過程，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)成本。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)也便于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理和遠(yuǎn)程傳輸。

低功耗：由于數(shù)字溫度傳感器芯片采用先進(jìn)的CMOS工藝制造，其功耗通常較低，適合用于電池供電等對(duì)電源要求較高的場(chǎng)合。

模擬溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)

成本較低：在某些情況下，模擬溫度傳感器的成本可能低于數(shù)字溫度傳感器芯片，尤其是對(duì)于一些簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量應(yīng)用。

適應(yīng)性強(qiáng)：模擬溫度傳感器可以適應(yīng)更廣泛的溫度范圍和工作環(huán)境條件，因?yàn)樗鼈兺ǔ２恍枰~外的電源或復(fù)雜的電路支持。

數(shù)字溫度傳感器芯片的缺點(diǎn)

價(jià)格較高：相比模擬溫度傳感器，數(shù)字溫度傳感器芯片通常價(jià)格較高。這主要是由于其生產(chǎn)工藝復(fù)雜、集成度高以及附加功能多等因素導(dǎo)致的。然而，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，數(shù)字溫度傳感器芯片的價(jià)格有望逐漸降低。

需要外部電源：雖然數(shù)字溫度傳感器芯片本身功耗較低，但仍然需要外部電源供電。在一些低功耗或無電源的應(yīng)用場(chǎng)景中，這可能會(huì)成為一個(gè)限制因素。然而，隨著低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，一些數(shù)字溫度傳感器芯片已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自供電或低功耗運(yùn)行。

模擬溫度傳感器的缺點(diǎn)

精度較低：模擬溫度傳感器的精度通常低于數(shù)字溫度傳感器芯片。它們可能受到多種因素的影響，如溫度漂移、非線性誤差和噪聲等，從而導(dǎo)致測(cè)量精度下降。

易受干擾：模擬信號(hào)在傳輸過程中容易受到電磁干擾和噪聲的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。這需要采取額外的措施來降低干擾和噪聲的影響。

處理復(fù)雜：模擬溫度傳感器輸出的信號(hào)通常需要經(jīng)過放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換等復(fù)雜處理過程才能被數(shù)字系統(tǒng)使用。這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

數(shù)字式溫度傳感器芯片分類：

單總線接口

單總線（1-wire）是美國DALLAS公司推出的外圍串行擴(kuò)展總線技術(shù)。與SPI、I2C串行數(shù)據(jù)通信方式不同，它采用單根信號(hào)線傳輸。 這種協(xié)議由一個(gè)總線主節(jié)點(diǎn)、或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成系統(tǒng)，通過根信號(hào)線對(duì)從芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。每一個(gè)符合單總線協(xié)議的從芯片都有一個(gè)唯一的地址，包括48位的序列號(hào)、8位的家族代碼和8位的CRC代碼。主芯片根據(jù)64位尋址對(duì)各個(gè)芯片進(jìn)行雙向通信，因此其協(xié)議對(duì)時(shí)序的要求較嚴(yán)格，初始化、寫bit或讀bit都有嚴(yán)格的時(shí)序要求，但是位于位之間沒有嚴(yán)格要求。

單總線的數(shù)據(jù)傳輸速率一般為16．3Kbit/s，最大可達(dá)142 Kbit/s，通常情況下采用100Kbit/s以下的速率傳輸數(shù)據(jù)。主設(shè)備I/O口可直接驅(qū)動(dòng)200m范圍內(nèi)的從設(shè)備，經(jīng)過擴(kuò)展后可達(dá)1km范圍。

這種傳輸方式信號(hào)線上既傳輸時(shí)鐘又傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，具有節(jié)省I/O口線、資源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

單總線只有一根數(shù)據(jù)線，設(shè)備（主機(jī)或從機(jī)）通過一個(gè)漏極開路或三態(tài)端口，連接至該數(shù)據(jù)線，這樣允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)釋放數(shù)據(jù)總線，以便總線被其它設(shè)各所使用。單總線端口為漏極開路，其內(nèi)部等效電路下圖所示：

單總線電路外接一個(gè)約5K的上拉電阻，當(dāng)單總線處于空閑狀態(tài)時(shí)為高電平，如果總線保持低電平超過480us，總線上的所有器件將復(fù)位。另外，在寄生方式供電時(shí)，為了保證單總線器件在某些工作狀態(tài)下（如溫度轉(zhuǎn)換期間、EEPROM寫入等）具有足夠的電源電流，必須在總線上提供強(qiáng)上拉。

單總線溫度傳感器主要有數(shù)字溫度傳感器(如DS18B20)、DHT11等。

SPI總線接口

SPI 是一種四線制串行總線接口，為主/從結(jié)構(gòu)，四條導(dǎo)線分別為串行時(shí)鐘(SCLK)、主出從入(MOSI、主入從出(MISO)和從選(SS)信號(hào)。主器件為時(shí)鐘提供者，可發(fā)起讀從器件或?qū)憦钠骷僮?。這時(shí)主器件將與一個(gè)從器件進(jìn)行對(duì)話。當(dāng)總線上存在多個(gè)從器件時(shí)，要發(fā)起一次傳輸，主器件將把該從器件選擇線拉低，然后分別通過MOSI 和MISO 線啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送或接收。

SPI 時(shí)鐘速度很快，范圍可從幾兆赫茲到幾十兆赫茲，且沒有系統(tǒng)開銷。SPI 在系統(tǒng)管理方面的缺點(diǎn)是缺乏流控機(jī)制，無論主器件還是從器件均不對(duì)消息進(jìn)行確認(rèn)，主器件無法知道從器件是否繁忙。因此必須設(shè)計(jì)聰明的軟件機(jī)制來處理確認(rèn)問題。同時(shí)SPI 也沒有多主器件協(xié)議，必須采用很復(fù)雜的軟件和外部邏輯來實(shí)現(xiàn)多主器件架構(gòu)。每個(gè)從器件需要一個(gè)單獨(dú)的從選擇信號(hào)?？傂盘?hào)數(shù)最終為n+3 個(gè)，其中n是總線上從器件的數(shù)量。因此，導(dǎo)線的數(shù)量將隨增加的從器件的數(shù)量按比例增長(zhǎng)。同樣，在SPI 總線上添加新的從器件也不方便。對(duì)于額外添加的每個(gè)從器件，都需要一條新的從器件選擇線或解碼邏輯。

IIC總線接口

I2C 是一種二線制串行總線接口，工作在主/從模式。二線通信信號(hào)分別為開漏SCL 和SDA 串行時(shí)鐘和串行數(shù)據(jù)。主器件為時(shí)鐘源。數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，其方向取決于讀/寫位的狀態(tài)。每個(gè)從器件擁有一個(gè)唯一的7 或10 位地址。主器件通過一個(gè)起始位發(fā)起一次傳輸，通過一個(gè)停止位終止一次傳輸。起始位之后為唯一的從器件地址，再后為讀/寫位。

I2C總線速度為從0Hz到3.4MHz。它沒有SPI 那樣快，但對(duì)于系統(tǒng)管理器件如溫度傳感器來說則非常理想。I2C 存在系統(tǒng)開銷，這些開銷包括起始位/停止位、確認(rèn)位和從地址位，但它因此擁有流控機(jī)制主器件在完成接收來自從器件的數(shù)據(jù)時(shí)總是發(fā)送一個(gè)確認(rèn)位，除非其準(zhǔn)備終止傳輸。從器件在其接收到來自主器件的命令或數(shù)據(jù)時(shí)總是發(fā)送一個(gè)確認(rèn)位。當(dāng)從器件未準(zhǔn)備好時(shí)，它可以保持或延展時(shí)鐘，直到其再次準(zhǔn)備好響應(yīng)。

I2C允許多個(gè)主器件工作在同一總線上。多個(gè)主器件可以輕松同步其時(shí)鐘，因此所有主器件均采用同一時(shí)鐘進(jìn)行傳輸。多個(gè)主器件可以通過數(shù)據(jù)仲裁檢測(cè)哪一個(gè)主器件正在使用總線，從而避免數(shù)據(jù)破壞。由于I2C總線只有兩條導(dǎo)線，因此新從器件只需接入總線即可，而無需附加邏輯。

SMBus總線接口

SMBus是一種二線制串行總線，1996年第一版規(guī)范開始商用。它大部分基于I2C總線規(guī)范。和I2C樣，SMBus不需增加額外引腳，創(chuàng)建該總線主要是為了增加新的功能特性，但只工作在100kHz且專門面向智能電池管理應(yīng)用。它工作在主/從模式:主器件提供時(shí)鐘，在其發(fā)起一次傳輸時(shí)提供一個(gè)起始位，在其終止一次傳輸時(shí)提供一個(gè)停止位;從器件擁有一個(gè)唯一的7或10位從器件地址。

SMBus與I2C總線之間在時(shí)序特性上存在一些差別。首先，SMBus需要一定數(shù)據(jù)保持時(shí)間，而I2C總線則是從內(nèi)部延長(zhǎng)數(shù)據(jù)保持時(shí)間。SMBus具有超時(shí)功能，因此當(dāng)SCL太低而超過35 ms時(shí)，從器件將復(fù)位正在進(jìn)行的通信。相反，I2C采用硬件復(fù)位。SMBus具有一種警報(bào)響應(yīng)地址(ARA)，因此當(dāng)從器件產(chǎn)生一個(gè)中斷時(shí)，它不會(huì)馬上清除中斷，而是一直保持到其收到一個(gè)由主器件發(fā)送的含有其地址的ARA為止。SMBus只工作在從10kHz到最高100kHz。最低工作頻率10kHz是由SMBus超時(shí)功能決定的。

單線脈沖總線接口

單線脈沖輸出數(shù)字溫度傳感器支持計(jì)數(shù)式通信，僅需單根信號(hào)線即可同時(shí)完成芯片供電和通信輸出功能，有效降低MCU開銷和成本。中科銀河芯自主研發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品GX0011可直接替代NTC熱敏電阻，無需任何外部感溫單元即可實(shí)現(xiàn)12位（0.0625℃）溫度輸出，在-50°C~ +150°C的正常工作范圍內(nèi)，測(cè)溫精度誤差< ±1℃，并具有良好的溫度線性度曲線，適用于通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、環(huán)境、工業(yè)和儀器儀表等應(yīng)用場(chǎng)景。

GX0011 支持兩種連接方式：上拉連接和下拉連接。需要注意的是，當(dāng)采用下拉連接時(shí)，脈沖將從 GND 引腳（即拉電阻側(cè)）輸出，且總線極性與上拉連接方式相反，上電時(shí) GND 引腳為低電平，溫度轉(zhuǎn)換完成后 GND 引腳周期發(fā)送高脈沖（占空比 25%）。

在單點(diǎn)應(yīng)用中，上位機(jī) MCU 僅需要一個(gè) GPIO 口來對(duì)脈沖次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以有效節(jié)省 GPIO 資源。單點(diǎn)應(yīng)用參考電路如下：

在多點(diǎn)應(yīng)用中，所有 GX0011 共享 GPIO0 作為脈沖計(jì)數(shù)端口，并且共用同一上下拉電阻。通過將 GPIO1 到GPIOn 中的一個(gè)拉低（下拉連接則為拉高）可以使能相應(yīng)的 GX0011 測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。其余不用節(jié)點(diǎn)必須設(shè)置為高阻（或 兩腳短接）狀態(tài)。注意：如果兩個(gè)及以上節(jié)點(diǎn)同時(shí)使能，相互之間會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)沖突。

上圖所示，如果MCU接多個(gè)測(cè)溫終端，需要占用過多IO資源，為解決上述問題，申矽凌（Sensylink）憑借其在熱管理這一細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)積累，推出了總線式脈沖計(jì)數(shù)接口數(shù)字溫度傳感器芯片產(chǎn)品CT1721。支持在一個(gè)I/O PIN上，允許最多并聯(lián)9顆產(chǎn)品，通過脈沖計(jì)數(shù)接口，同時(shí)監(jiān)控九個(gè)區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)。用戶通過2個(gè)PIN（AD0, AD1）設(shè)置不同的地址碼（每個(gè)PIN通過接GND，DIO以及懸空，定義為3種狀態(tài)），達(dá)到在總線上區(qū)分的目的。工作電壓范圍：1.4V - 5.5V，滿足絕大多數(shù)系統(tǒng)溫度測(cè)量/監(jiān)控場(chǎng)景。

數(shù)字式溫度傳感器芯片選型：

測(cè)量范圍和精度

測(cè)量范圍：首先確定所需測(cè)量的溫度范圍，并選擇能夠覆蓋該范圍的傳感器。例如，對(duì)于極低溫度或極高溫度的應(yīng)用，需要選擇具有相應(yīng)測(cè)量范圍的特殊傳感器。

精度：根據(jù)應(yīng)用對(duì)溫度測(cè)量的精確度要求選擇合適的傳感器。精度表示傳感器讀數(shù)和系統(tǒng)實(shí)際溫度之間的誤差，通常針對(duì)不同溫度范圍有數(shù)個(gè)最高精度指標(biāo)。

輸出信號(hào)類型

數(shù)字溫度傳感器有多種輸出信號(hào)類型，包括模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、總線信號(hào)（如I2C、SPI）等。根據(jù)控制系統(tǒng)或顯示設(shè)備的需求選擇合適的輸出信號(hào)類型。

測(cè)量方式

接觸式：傳感器需要與被測(cè)物體接觸，適用于需要精確測(cè)量物體表面或內(nèi)部溫度的場(chǎng)景。

非接觸式（如紅外線傳感器）：通過測(cè)量物體表面發(fā)射的紅外線輻射能量來測(cè)量溫度，適用于不接觸物體、遠(yuǎn)距離測(cè)量的場(chǎng)景。

響應(yīng)速度

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的響應(yīng)時(shí)間要求進(jìn)行選擇。對(duì)于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用，如汽車電子領(lǐng)域，應(yīng)選擇響應(yīng)速度更快的數(shù)字溫度傳感器。

抗干擾性能

在一些復(fù)雜環(huán)境下，數(shù)字溫度傳感器需要具備一定的抗干擾性能，以應(yīng)對(duì)電磁干擾、振動(dòng)干擾等。

成本和體積

成本：在滿足性能要求的前提下，考慮傳感器的成本和性價(jià)比。對(duì)于成本敏感的應(yīng)用場(chǎng)景，可以選擇價(jià)格較為低廉的數(shù)字溫度傳感器。

體積：對(duì)于空間有限的應(yīng)用場(chǎng)景，選擇體積更小的數(shù)字溫度傳感器更為合適。

其他因素

防護(hù)等級(jí)和防爆等級(jí)：根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境選擇合適的防護(hù)等級(jí)和防爆等級(jí)。

品牌和售后服務(wù)：選擇知名品牌和有良好售后服務(wù)的數(shù)字溫度傳感器，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)支持。

校準(zhǔn)和標(biāo)定：考慮是否需要校準(zhǔn)或標(biāo)定傳感器以獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。一些傳感器在出廠時(shí)已經(jīng)過校準(zhǔn)，而其他傳感器則可能需要在使用前進(jìn)行校準(zhǔn)。

數(shù)字式溫度傳感器芯片的廠商

1、霍尼韋爾（Honeywell）

公司簡(jiǎn)介：霍尼韋爾國際公司是一家在技術(shù)和制造業(yè)方面占世界領(lǐng)先地位的多元化跨國公司。其業(yè)務(wù)涉及多個(gè)領(lǐng)域，包括航空航天、住宅及樓宇控制、工業(yè)控制技術(shù)等?；裟犴f爾在傳感器技術(shù)方面有著深厚的積累，其數(shù)字溫度傳感器在全球市場(chǎng)上享有很高的聲譽(yù)。

應(yīng)用領(lǐng)域：霍尼韋爾的數(shù)字溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、航空航天、醫(yī)療設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。

2、西門子（Siemens）

公司簡(jiǎn)介：西門子是全球電子電氣工程領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，自1872年進(jìn)入中國以來，以創(chuàng)新的技術(shù)和卓越的解決方案支持中國的發(fā)展。西門子在傳感器領(lǐng)域有著豐富的產(chǎn)品線，包括多種類型的溫度傳感器。

應(yīng)用領(lǐng)域：西門子的數(shù)字溫度傳感器在工業(yè)自動(dòng)化、能源、交通等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

3、德州儀器（Texas Instruments, TI）

公司簡(jiǎn)介：德州儀器是一家全球知名的半導(dǎo)體公司，主要從事設(shè)計(jì)制造、測(cè)試銷售模擬以及嵌入芯片處理服務(wù)。其在數(shù)字溫度傳感器領(lǐng)域擁有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和豐富的產(chǎn)品線。

應(yīng)用領(lǐng)域：TI的數(shù)字溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制等多個(gè)領(lǐng)域。

4、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics, ST）

公司簡(jiǎn)介：意法半導(dǎo)體是全球規(guī)模較大的微電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)品涵蓋高性能控制器、安全型智能卡芯片等多個(gè)領(lǐng)域。意法半導(dǎo)體在溫度傳感器領(lǐng)域也有著豐富的產(chǎn)品線和廣泛的應(yīng)用。

應(yīng)用領(lǐng)域：意法半導(dǎo)體的數(shù)字溫度傳感器在汽車電子、工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

5、其他廠商

除了以上幾家知名廠商外，還有許多其他優(yōu)秀的數(shù)字溫度傳感器廠商，如Amphenol、Sensata、TDK、華工科技、正泰新能源等。這些廠商在各自的領(lǐng)域內(nèi)都具有一定的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)份額，為數(shù)字溫度傳感器行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

供應(yīng)商A：北京智芯微電子科技有限公司

http://www.sgchip.sgcc.com.cn/

1、產(chǎn)品能力

（1）選型手冊(cè)

http://www.sgchip.sgcc.com.cn/html/smartchip/gb/cpfw/hxcp/cgxp/index.shtml

（2）主推型號(hào)1：SCCK33112H6A

對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

SCCK33112H6A是一款高精度、低功耗、可替代NTC/PTC熱敏電阻的數(shù)字溫度傳感器，可用于通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子、環(huán)境、工業(yè)和儀器儀表應(yīng)用中的溫度測(cè)量。SCCK33112H6A在-40°C至+125°C的正常工作范圍內(nèi)，可提供≤±0.5℃的溫度精度，并具有良好的溫度線性度。SCCK33112H6A可提供擴(kuò)展測(cè)溫模式，將測(cè)溫范圍擴(kuò)展為-55℃至+150℃。SCCK33112H6A的額定工作電壓范圍為1.4V~5.5V，在整個(gè)工作范圍內(nèi)最大靜態(tài)電流為10μA（測(cè)溫頻率4Hz時(shí)）。集成在芯片內(nèi)部的12位ADC分辨率低至0.0625°C。

SCCK33112H6A采用1.6mm×1.6mm的SOT563 /DFNWB封裝，兼容SMBus和I2C接口，在一條總線上最多可掛載四個(gè)從機(jī)，并具有SMBus報(bào)警功能。

基 本 性 能

?測(cè)溫范圍：-55°C ~ +150°C

?測(cè)溫精度：±0.5°C（-40°C ~ +125°C）

?封裝：6-Pin SOT563（1.60 mm × 1.60 mm）

6-Pin DFNWB（1.60 mm × 1.60 mm）

?電源電壓：1.4V ~ 5.5V

?低靜態(tài)電流

正常工作：≤10μA（4Hz）

關(guān)斷模式：≤1μA

?分辨率：0.0625°C

?數(shù)字輸出：兼容SMBus?、I2C接口

應(yīng) 用 場(chǎng) 景

?便攜式、電池供電應(yīng)用

?電源溫度監(jiān)控

?電腦外部設(shè)備熱保護(hù)

?筆記本電腦

?電池管理

?辦公機(jī)器

?恒溫控制

?機(jī)電設(shè)備溫度

?一般溫度測(cè)量：

– 工業(yè)控制

– 測(cè)驗(yàn)設(shè)備

– 醫(yī)療儀器

硬件參考設(shè)計(jì)

研發(fā)設(shè)計(jì)注意使用事項(xiàng)

在 SCCK33112H6A 的 V+引腳上添加一個(gè) RC 濾波器可以進(jìn)一步降低外部噪聲的影響，如下圖所示，其中的 RF 必須小于 5kΩ，CF 必須大于 10nF。

實(shí)際測(cè)溫中，需將 SCCK33112H6A 放置在被監(jiān)控的熱源附近，并采用適當(dāng)?shù)牟季忠詫?shí)現(xiàn)良好的熱

耦合，確保在最短的時(shí)間間隔內(nèi)捕獲溫度變化。為了在需要測(cè)量空氣或表面溫度的應(yīng)用中保持精度，請(qǐng)注

意將封裝和引線與環(huán)境溫度隔離。導(dǎo)熱粘合劑有助于實(shí)現(xiàn)精確的表面溫度測(cè)量。

與Bloom區(qū)的關(guān)系

3.35 SCCK33112H6A AM-HD-E-SCCK33112H6A-06-034

核心料（哪些項(xiàng)目在用）

奇跡物測(cè)溫終端項(xiàng)目

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/MSI9wxzfqidYWukYtwscacOgnD0?fromScene=spaceOverview

供應(yīng)商B：Sensirion

https://www.sensirion.com/cn/

1、產(chǎn)品能力

（1）選型手冊(cè)

https://sensirion.com/cn/products/product-catalog/?category=%E6%B8%A9%E5%BA%A6

（2）主推型號(hào)1：SHT20

對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

SHT20，新一代Sensirion濕度和溫度傳感器在尺寸與智能方面建立了新的標(biāo)準(zhǔn)：它嵌入了適于回流焊的雙列扁平無引腳DFN封裝，底面3 x 3mm ，高度1.1mm

傳感器輸出經(jīng)過標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn) I2C 格式。SHT20配有一個(gè)全新設(shè)計(jì)的CMOSens?芯片、一個(gè)經(jīng)過改進(jìn)的電容式濕度傳感元件和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的能隙溫度傳感元件，其性能已經(jīng)大大提升甚至超出了前一代傳感器（SHT1x和SHT7x）的可靠性水平。例如，新一代濕度傳感器，已經(jīng)經(jīng)過改進(jìn)使其在高濕環(huán)境下的性能更穩(wěn)定。每一個(gè)傳感器都經(jīng)過校準(zhǔn)和測(cè)試。在產(chǎn)品表面印有產(chǎn)品批號(hào)，同時(shí)在芯片內(nèi)存儲(chǔ)了電子識(shí)別碼-可以通過輸入命令讀出這些識(shí)別碼。

此外，SHT20的分辨率可以通過輸入命令進(jìn)行改變（8/12bit乃至12/14bit的RH/T），傳感器可以檢測(cè)到電池低電量狀態(tài)，并且輸出校驗(yàn)和，有助于提高通信的可靠性。由于對(duì)傳感器做了改良和微型化改進(jìn)，因此它的性價(jià)比更高-并且最終所有設(shè)備都將得益于尖端的節(jié)能運(yùn)行模式。可以使用一個(gè)新的測(cè)試包EK-H4對(duì)SHT20進(jìn)行測(cè)試

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

SHT20 中文技術(shù)手冊(cè).pdf

供應(yīng)商C：深圳市華普微電子股份有限公司

https://www.hoperf.cn/

1、產(chǎn)品能力

（1）選型手冊(cè)

https://www.hoperf.cn/product/Simulator_components_and_signal_chains/?type=45

（2）主推型號(hào)1：T09

對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

高溫精度和超低功耗（低運(yùn)行和靜態(tài)電流）使得T09非常適合移動(dòng)/電池供電應(yīng)用。

T09是一個(gè)易于集成和使用的解決方案，具有工廠校準(zhǔn)的傳感器，集成線性化，可以在一條總線上可以使用8個(gè)不同I2C地址此外，T09溫度傳感器系統(tǒng)具有報(bào)警功能，可觸發(fā)中斷以保護(hù)設(shè)備免受過高溫度的影響。

硬件參考設(shè)計(jì)

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/MSI9wxzfqidYWukYtwscacOgnD0?fromScene=spaceOverview

供應(yīng)商D：鄭州煒盛電子科技有限公司

https://www.winsensor.com/p/product.html?source=pbgw&plan=G_ppc&bd_vid=9965727573900264477

1、產(chǎn)品能力

（1）選型手冊(cè)

https://www.winsensor.com/product/10/

（2）主推型號(hào)1：WHT 20

對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

WHT 20 溫濕度傳感器嵌入了適于回流焊的雙列扁平無引腳 SMD 封裝，溫度和濕度信號(hào) 可以在不同的引腳讀出，底面 3.0×3.0 mm，高度 1.0 mm。傳感器輸出經(jīng)過標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)， 標(biāo)準(zhǔn)I2C格式。

WHT 20 配有一個(gè) ASIC 芯片、一個(gè) MEMS 電容式濕度傳感元件和一個(gè)溫度傳感元件。 WHT 20 溫濕度傳感器都經(jīng)過校準(zhǔn)和測(cè)試，具有優(yōu)秀的可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

硬件參考設(shè)計(jì)

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/MSI9wxzfqidYWukYtwscacOgnD0?fromScene=spaceOverview

供貨能力

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