溫度傳感器及其與微處理器接口

其讀寫(xiě)時(shí)序主要有復位、讀時(shí)間片和寫(xiě)時(shí)間片三種時(shí)序操作。芯片本身帶有命令集和存儲器，微處理器通過(guò)發(fā)出控制命令，對芯片存儲器進(jìn)行讀寫(xiě)，完成溫度測量。芯片電源也可由微處理器的一個(gè)I/O口提供。微處理器在讀寫(xiě)DS1820前先使其復位，檢測到其應答信號后，微處理器發(fā)ROM操作命令，然后再發(fā)控制命令。多點(diǎn)溫度測量時(shí)，只需并聯(lián)多只DS1820并放在各測溫點(diǎn)上，在使用前對各個(gè)芯片進(jìn)行ROM搜索并將各個(gè)芯片的序列號保存起來(lái)。以后對每個(gè)DS1820尋址時(shí)，只要發(fā)相應的序列號，然后再對其進(jìn)行其它操作即可。與DS1820類(lèi)似的芯片還有DS1822。

2.2 基于總線(xiàn)協(xié)議輸出的數字溫度傳感器
為了提高可靠性，方便使用，人們又設計了許多基于某種總線(xiàn)協(xié)議輸出的數字溫度傳感器。這種溫度傳感器一般有多根線(xiàn)輸出。輸出格式和時(shí)序嚴格遵守某種協(xié)議，適用于各種場(chǎng)合，尤其是遠端測量。常見(jiàn)的協(xié)議格式有SMBus協(xié)議、I2C協(xié)議等。

2.2.1 基于SMBus總線(xiàn)的溫度傳感器
MAXIM公司的MAX1617～1619系列都是采用SMBus串行接口的遠端溫度傳感器。MAX1619用來(lái)監測PC機內CPU的溫度。它通過(guò)施加電流并測量正向結壓測量外部PN結(分立晶體管、ASIC或CPU內)的結溫，并通過(guò)SMBus二線(xiàn)串行接口將結果(8位精度)傳給微處理器。SMBus接口的兩根線(xiàn)分別是時(shí)鐘線(xiàn)和數據線(xiàn)，如圖7所示。

在使用中，軟件的編寫(xiě)必須嚴格遵守SMBus協(xié)議的規范。MAX1619可同時(shí)本地測量自身封裝溫度，且具有風(fēng)扇控制輸出；還可事先設定溫度門(mén)限，當溫度高于或低于該門(mén)限值時(shí)中斷微處理器。通過(guò)管腳編程，改變ADD0、ADD1的連接方式，可以選擇最多9個(gè)不同的SMBus地址，這樣可允許多個(gè)MAX1619連接在同一總線(xiàn)上而不致地址沖突。

2.2.2 基于I2C總線(xiàn)的溫度傳感器
AD公司的AD7416是具有I2C二線(xiàn)串行接口的低功耗數字溫度傳感器。它通過(guò)一個(gè)片內溫度傳感器精確測量環(huán)境溫度，然后經(jīng)過(guò)10位A/D轉換串行輸出。它也具有預設溫度門(mén)限和中斷輸出功能。AD7416串行總線(xiàn)地址的最低3位是通過(guò)管腳編程選擇的，因此可以在一條總線(xiàn)上連接多達8個(gè)芯片。I2C的兩條線(xiàn)分別是時(shí)鐘線(xiàn)和雙向數據線(xiàn)。在使用中軟件的編寫(xiě)要嚴格遵守I2C協(xié)議的格式和時(shí)序。
由于SMBus接口和I2C接口的相似性，AD公司的AD7414、AD7415的輸出同時(shí)兼容了這兩種接口，更大地方便了使用。

2.2.3 基于SPI接口的溫度傳感器
AD公司的AD7814是具有SPI串行接口的溫度傳感器。它可以與大多數微處理器及DSP配合使用。AD7814與8051系列微處理器的接口方式十分簡(jiǎn)單，8051工作在串行接口方式０下，AD7814的管腳DOUT和SCLK分別接在8051的串行口P3．0與P3．1，DIN接地，CS由某一數據I/O口控制，如P1.0。要向AD7814寫(xiě)入數據以完成某種特殊功能時(shí)，需使用DIN管腳，則可用8051的其它數據端口進(jìn)行控制。

隨著(zhù)信息產(chǎn)業(yè)化的到來(lái)，溫度傳感器尤其是半導體溫度傳感器也會(huì )因此得到進(jìn)一步的發(fā)展。數字半導體溫度傳感器由于其廉價(jià)、精確、線(xiàn)性、低功耗、小型化等特點(diǎn)必將得到更大的發(fā)展。