四通道溫度－脈寬轉換器MAX6691
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摘要：介紹了美國Ｍａｘｉｍ公司生產(chǎn)的四通道熱敏電阻溫度－脈寬轉換器ＭＡＸ６６９１的特點(diǎn)、工作原理及其典型應用方法，給出了ＭＡＸ６６９１和８０３１單片機的接口連接電路以及相應的溫度數據采集程序流程。
１ 引言
?。停粒兀叮叮梗笔敲绹停幔椋砉就瞥龅囊豢钚滦蛦尉€(xiàn)（１－Ｗｉｒｅ）接口四通道熱敏電阻溫度－脈寬轉換器，可用于測量四個(gè)外接熱敏電阻的溫度，并將所測溫度值轉換成一個(gè)ＰＷＭ輸出的矩形脈沖序列。每個(gè)脈沖的寬度與對應熱敏電阻的溫度相關(guān)。由于該器件采用１－Ｗｉｒｅ接口，它可以在只占用微處理器一個(gè)Ｉ／Ｏ端口的條件下測量四個(gè)被測量點(diǎn)的溫度，因而非常適用于Ｉ／Ｏ端口資源比較緊張的多點(diǎn)分布式溫度測量控制系統。
ＭＡＸ６６９１的主要特點(diǎn)如下：
●具有簡(jiǎn)單的１－Ｗｉｒｅ接口；
●最多可測量四個(gè)熱敏電阻的溫度；
●流過(guò)熱敏電阻的平均電流很小，因而可減小自身發(fā)熱所產(chǎn)生的測量誤差；
●采用內部基準電壓，可使熱敏電阻與電源噪聲隔離；
●適用于任何溫度范圍的熱敏電阻。
２?。停粒兀叮叮梗钡墓ぷ髟?/P>
?。停粒兀叮叮梗辈捎茫保澳_μＭＡＸ封裝，其引腳說(shuō)明如表１所列。
表1 MAX6691引腳功能描述
| 引腳序號 | 名 稱(chēng) |
功 能 描 述 |
| 1 | T1 | 外接熱敏電阻RT1 |
| 2 | T2 | 外接熱敏電阻RT2 |
| 3 | T3 | 外接熱敏電阻RT3 |
| 4 | T4 | 外接熱敏電阻RT4 |
| 5 | R- | 固定電阻REXT低電位端，外接REXT |
| 6 | R+ | 基準電壓輸出端，外接REXT |
| 7 | GND | 電源地 |
| 8 | N.C. | 空腳 |
| 9 | I/O | I/O端口 |
| 10 | VCC | 正電源（3.0V～5.5V） |
?。停粒兀叮叮梗焙幸粋€(gè)漏極開(kāi)路的Ｉ／Ｏ端口，可以很容易地與各種類(lèi)型的微處理器Ｉ／Ｏ端口相接。采用ＭＡＸ６６９１測量溫度時(shí)，首先由微處理器發(fā)出一個(gè)低電平的轉換請求脈沖（≥５μｓ）給ＭＡＸ６６９１，然后釋放Ｉ／Ｏ端口。ＭＡＸ６６９１完成溫度轉換后，會(huì )發(fā)出一個(gè)寬度為１２５μｓ的低電平脈沖給微處理器，以表示數據已準備就緒。此后便可從該脈沖的上升沿開(kāi)始，依次發(fā)出四個(gè)ＰＷＭ脈沖，每個(gè)脈沖的寬度與對應熱敏電阻的溫度相關(guān)。這樣，當微處理器利用內部計數器測出每個(gè)脈沖的寬度后，即可直接計算出每個(gè)熱敏電阻的溫度值。
?。停粒兀叮叮梗蓖饨拥乃膫€(gè)熱敏電阻ＲＴ１～ＲＴ４中的每一個(gè)都依次與固定電阻ＲＥＸＴ構成一個(gè)電阻分壓器，并由內部基準電壓ＶＲＥＦ供電。當微處理器發(fā)出測量請求并釋放Ｉ／Ｏ端口后，ＭＡＸ６６９１將基準電壓ＶＲＥＦ施加于ＲＥＸＴ的Ｒ＋端。由于ＲＥＸＴ的Ｒ－端依次與四個(gè)熱敏電阻ＲＴ１～ＲＴ４相連接，因此，ＭＡＸ６６９１將依次測量出ＶＲＥＦ和電阻ＲＥＸＴ?xún)啥说碾妷海郑牛兀?，同時(shí)利用內部的電壓－脈寬轉換器將電壓值轉換成不同寬度的脈沖（見(jiàn)圖１），然后通過(guò)運算得出所測溫度。當ＭＡＸ６６９１完成第一個(gè)ＶＥＸＴ值（對應于ＲＴ１的溫度）的測量后，首先將Ｉ／Ｏ端口電平拉低并保持１２５μｓ，然后保持高電平一段時(shí)間ＴＨＩＧＨ１（ＴＨＩＧＨ１與第一個(gè)ＶＥＸＴ值成線(xiàn)性關(guān)系），接著(zhù)再保持低電平一段時(shí)間ＴＬＯＷ（ＴＬＯＷ與ＶＲＥＦ值也成線(xiàn)性關(guān)系）。隨后，ＭＡＸ６６９１依次將其它三個(gè)熱敏電阻的溫度數據按照同樣的方式發(fā)送出去（見(jiàn)圖２）。發(fā)送完畢后，ＭＡＸ６６９１將Ｉ／Ｏ端口釋放為高電平，從而完成一次測量轉換過(guò)程。其脈沖寬度ＴＨＩＧＨ和ＴＬＯＷ以及電阻ＲＥＸＴ和ＲＴ之間的關(guān)系如下：
?。裕龋桑牵龋裕蹋希祝剑郑牛兀裕郑遥牛疲埃埃埃埃玻絒ＲＥＸＴ／(ＲＥＸＴ＋ＲＴ)]－０．０００２
電壓ＶＥＸＴ與熱敏電阻溫度之間的關(guān)系取決于固定電阻ＲＥＸＴ和熱敏電阻的性質(zhì)。如果熱敏電阻阻值ＲＴ和溫度之間的關(guān)系已知，微處理器就可以利用內部計數器，并通過(guò)測量ＴＨＩＧＨ和ＴＬＯＷ的寬度來(lái)確定熱敏電阻的溫度。
在每次測量轉換過(guò)程中，ＭＡＸ６６９１會(huì )向Ｉ／Ｏ端口發(fā)出四個(gè)脈沖。如果某個(gè)熱敏電阻對地開(kāi)路或短路，那么，它所對應的脈沖將是一個(gè)窄脈沖（ＴＨＩＧＨ≤０．０５ＴＬＯＷ）。
３?。停粒兀叮叮梗钡牡湫蛻?/STRONG>
圖３所示為ＭＡＸ６６９１在單片機測溫系統中的一個(gè)典型應用電路。該電路中，溫度數據的采集采用外部中斷方式，并由單片機從Ｐ１．０口發(fā)出轉換請求脈沖，以開(kāi)放外部中斷０，當數據準備就緒且脈沖的下跳沿到來(lái)時(shí)，系統將轉入中斷服務(wù)程序。其相應的中斷服務(wù)程序流程圖如圖４所示。
４ 結束語(yǔ)
?。停粒兀叮叮梗庇捎诓捎昧藛尉€(xiàn)接口技術(shù)，所以非常適合端口資源緊張的應用場(chǎng)合。但由于溫度轉換的時(shí)間較長(cháng)，所以不適合于實(shí)時(shí)性要求比較高的應用場(chǎng)合。設計者在考慮設計方案時(shí)，應注意到這一點(diǎn)。
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