MAX6625型溫度傳感器的原理及應用

摘 要：MAX6625是美國Maxim公司生產(chǎn)的一種新型智能溫度傳感器。它在風(fēng)扇控制、溫度告警、系統溫度測量及工業(yè)設備中得到了廣泛應用。介紹MAX6625的功能和結構，分析MAX6625的工作原理。給出采用MAX6625進(jìn)行溫度測控的電路及編程。
關(guān)鍵詞：MAX6625；智能數字溫度傳感器：12C總線(xiàn)：分布式控制

1 引言
在系統溫度測量和控制中,溫度傳感器的選用正從模擬式向數字式、從集成化向智能化的方向飛速發(fā)展。MAX6625是美國Maxim公司生產(chǎn)的一種新型智能溫度傳感器，它在風(fēng)扇控制、溫度告警、系統溫度測量及工業(yè)設備中得到廣泛應用。MAX6625將溫度傳感器、9位A／D轉換器、可編程溫度界限報警和I2C總線(xiàn)串行接口集成在同一個(gè)芯片中。MAX6625內含9位A/D轉換器．可代替LM75。內置的VPN引擎來(lái)實(shí)現。

2 結構和引腳功能
MAX6625型智能數字溫度傳感器主要包括帶隙基準電壓源及溫度傳感器、A／D轉換器、5個(gè)控制寄存器(地址指針寄存器、溫度數據寄存器、上限溫度寄存器、下限溫度寄存器和配置寄存器)、設置溫度點(diǎn)比較器、故障排隊計數器和I2C串行總線(xiàn)接口電路等。其結構框圖如圖1所示。

MAX6625采用SOT23―6小型化封裝．如圖2所示。

其引腳功能如下：SDA是12C兼容的串行雙向數據線(xiàn)；SCL是12C兼容的串行時(shí)鐘線(xiàn)；ADD是：I2C兼容的地址設置端；0T是溫度告警輸出端；Vs是電源；GND是電源地。

3 MAX6225的工作原理
MAX6625通過(guò)FC總線(xiàn)接口由主控制器進(jìn)行編程．設置OT端的告警模式和極性、溫度告警點(diǎn)和讀出測量溫度數據。MAX6625為從器件，支持I2C總線(xiàn)的字節和字讀，寫(xiě)操作命令。一條12C總線(xiàn)可接4個(gè)MAX6625．可實(shí)現一點(diǎn)和多點(diǎn)溫度測量與控制。

3．1 地址選擇
MAX6625用ADD引腳設置地址。當ADD端連接到GND、Vs、SDA、SCL中的任意一個(gè)引腳時(shí)表示一個(gè)獨立的地址，分別是1001000B、1001001B、1001010B、100101lB。當主控制器訪(fǎng)問(wèn)MAX6625時(shí)，首先將地址送到12C總線(xiàn)。

3．2 MAX6625的初始設置
在進(jìn)行正常工作之前應首先設置好MAX6625OT告警端的工作模式和極性、告警的高溫點(diǎn)和低溫點(diǎn)。這些功能的實(shí)現是由主控制器通過(guò)12C總線(xiàn)向MAX6625內部的相關(guān)寄存器寫(xiě)特定的數據完成的。下面介紹MAX6625內部的5個(gè)寄存器、OT告警工作模式和極性確定及寄存器數據的寫(xiě)入過(guò)程。

3．2．1 MAX6625的控制寄存器
(1)地址指針寄存器
主控制器通過(guò)．I2C總線(xiàn)向地址指針寄存器寫(xiě)人數據．確定其他4個(gè)寄存器之一被選擇。地址指針寄存器的數據格式和其他寄存器的選擇如表1所示。當Dl、D0=00時(shí)，選擇溫度寄存器；當D1、D0=01時(shí)．選擇配置寄存器；當D1、DO=10時(shí)，選擇低溫寄存器；當Dl、DO=11時(shí)，選擇高溫寄存器。

(2)溫度寄存器
MAX6625溫度寄存器的長(cháng)度是16位。存放最新的溫度轉換數據,D15為符號位。D14~D7為有效數據．D6～DO位為0。溫度寄存器中的數據是攝氏溫度的補碼。1LSB表示O．5℃。

(3)高溫，低溫寄存器
MAX6625高溫，低溫寄存器的長(cháng)度是16位，其中9位有效數據。不用的位填0。數據格式與溫度寄存器相同。

(4)配置寄存器
配置寄存器是8位的讀/寫(xiě)寄存器，其數據格式和作用如表2所示。其中D7、D6、D5位為000。D4、D3位為故障排隊深度設置位，當D4、D3=00時(shí)，故障排隊深度為l：當D4、D3=01時(shí)，故障排隊深度為2：當D4、D3=10時(shí)。故障排隊深度為4；當D4、D3=ll時(shí)。故障排隊深度為6。D2為OT告警極性選擇位。當D2=0時(shí)，低電平有效；當D2=1時(shí)，高電平有效。D1為比較和中斷模式選擇位，當D1=0時(shí)為比較模式：當DI=I時(shí)中斷模式。DO為掉電模式控制位。當D0=0時(shí)為正常工作；當D0=I時(shí)為掉電模式。

3．2．2 OT告警模式與極性
配置寄存器中的D1數據位用來(lái)設置OT端的告警模式。當Dl=0時(shí)為比較模式；當D1=1時(shí)為中斷模式。在比較模式下，當連續轉換超出高溫寄存器中的值(THIGH)的數目等于故障排隊深度時(shí)．OT告警。當連續轉換低于低溫寄存器中的值(TLOW)的數目等于故障排隊值時(shí)，OT告警清除。例如：THIGH設置為+100℃,其TLOW的設置為+80℃，故障排隊深度設置為4,直到4個(gè)連續轉換超出+100℃時(shí)，OT才告警。當4個(gè)連續轉換都低于+80℃時(shí)，OT將退出告警。在中斷模式中，MAX6625的高溫點(diǎn)或低溫點(diǎn)告警是基于前一個(gè)溫度告警。OT端有低溫告警也有高溫告警，確定0T端告警依賴(lài)于某一條件。假設上電后故障告警被清除，MAX6625出現一個(gè)高溫點(diǎn)告警。在高溫點(diǎn)告警之后，MAX6625又出現一個(gè)低溫點(diǎn)告警。在低溫點(diǎn)告警之后，MAX6625出現一個(gè)高溫點(diǎn)告警．高溫點(diǎn)或低溫點(diǎn)告警按一定的節拍交替。一旦任意一個(gè)故障發(fā)生，它激活的告警是不確定的，直到讀溫度寄存器的操作之后才可斷定。然后對應每一個(gè)故障告警。同樣，任何一個(gè)告警的激活以故障排隊深度為條件。圖3表示OT端在告警極性為低電平時(shí)的二種告警模式示意圖。在OT告警時(shí)，為防止干擾引起的錯誤告警．MAX6625內部設有故障排隊深度計數器，在高溫或低溫告警出現連續次數等于編程設置的故障排隊深度數時(shí)才觸發(fā)告警。圖3中的故障深度為4。

3．2．3 寫(xiě)配置寄存器、高溫寄存器和低溫寄存器
主控制器向MAX6625配置寄存器寫(xiě)數據的過(guò)程是先寫(xiě)MAX6625地址，再寫(xiě)配置寄存器地址到指針寄存器．然后寫(xiě)配置寄存器數據，其時(shí)序如圖4所示。高，低溫寄存器的寫(xiě)時(shí)序與配置寄存器的寫(xiě)時(shí)序基本相同．但注意高，低溫寄存器是16位數據格式。

3．3 讀溫度寄存器
在簡(jiǎn)單的溫度控制中，只需進(jìn)行初始設置即可。在溫度測量與顯示應用中則需要讀出MAX6625溫度寄存器的當前值。其讀取過(guò)程是首先選擇要讀的MAX6625，然后選擇讀取的寄存器，在讀寄存器數據時(shí)，重寫(xiě)MAX6625的地址，但R／W位應為1。

4 MAX6625的應用與編程
MAX6625可應用在風(fēng)扇控制、溫度告警、系統溫度控制和工業(yè)設備中。這里列舉分布式溫度監控與顯示的應用實(shí)例．僅給出單片機與4個(gè)MAX6625的連接電路。如圖5所示。在應用編程時(shí)，應根據系統要求首先用單片機設置MAX6625，其次是讀MAX6625中溫度寄存器的值。

4．1 MAX6625的設置程序
在分布式多點(diǎn)溫度測量或監控應用中，MAX6625的初始設置包括MAX6625的選擇、配置寄存器的數據寫(xiě)入及高、低溫寄存器的寫(xiě)操作。下面以器件1為例進(jìn)行編程。由于A(yíng)T89C51無(wú)專(zhuān)用的12C總線(xiàn)接口．因而這里以模擬12C接口進(jìn)行編程。

(1)配置寄存器的寫(xiě)入程序
WRITE：LCALL START ：產(chǎn)生起始位
MOV A．#10010000B；MAX6625器件1
地址．R／W=O
LCALL WRBYT ：寫(xiě)器件地址
LCALL CACK ：查詢(xún)MAX6625應答
JB FO，WRITE ；無(wú)應答重新開(kāi)始
MOV A，#00000001B；有應答
LcALL WRBYT ：寫(xiě)入配置寄存器地址
LCALL CACK
JB F0，WRITE
MOV A，#00010000B：寫(xiě)配置寄存器數據
LCALL WRBYT
LCALL CACK
JB FO，WRITE
LCALL STOP ；產(chǎn)生停止位
RET

(2)高，低溫寄存器的寫(xiě)入程序
WRWEl：LCALL STAlit ；產(chǎn)生起始位
MOV A．#10010000B；MAX6625器件l
的地址寫(xiě)，R/W=O
LCALL WRBYT ：寫(xiě)器件地址
LCALL CACK ：查詢(xún)MAX6625應答
JB F0，WRITEl ；無(wú)應答重新開(kāi)始
MOV A．#00000011B；有應答
LCALL WRBYT ：寫(xiě)入高溫寄存器地址
LCALL CACK
JB F0，WRITEl
MOV A，#01010000B；寫(xiě)高溫寄存器高
8位
LCALL WRBYT
ICALL CACK
JB FO，WRITEl
MOV A,#00OO000B：寫(xiě)高溫寄存器低8位
LCALL WRBYT
LCALL CACK
JB F0，WRITEl
LCALL STOP
RET
低溫寄存器的編程設置只要改變地址和數據即可。

4．2 MAX6625的寄存器讀程序
MAX6625的寄存器讀程序包括溫度寄存器的讀、高，低溫寄存器的讀和配置寄存器的讀。溫度寄存器的讀程序如下：
READ：LCALL sTART
MOV A．#10010000B
IJCALL WRBYT：寫(xiě)讀MAX6625的地址
LCALL CACK
JB F0，READ
MOV A．#0000000B
LCALL WRBYT ：寫(xiě)溫度寄存器的地址
LCALL CACK
JB F0，READ
LCALL START
MOV A，#10010001B；R，W=1
LCALL WRBYT ：寫(xiě)讀MAX6625的地址
LCALL CACK
JB F0，READ
LCALL RDBYT ：讀溫度寄存器高8住
LcALL MACK ：主控制器回答
LCALL RDBYT ：讀溫度寄存器低8位
LCALL MNACK ：主控制器不回答
LCALL STOP
RET

因篇幅所限．相關(guān)子程序省略。MAX6625智能數字溫度傳感器可配合各種徽控制器構成智能化溫控系統。它還可以脫離微控制器單獨工作．構成一個(gè)溫控儀。