帶I2C接口的數(shù)字溫度傳感器TMP101及其應(yīng)用 [日期：2005-6-2] 來源：國外電子元器件 作者：胡東川 張興明 李 竹 [字體：傳感器，較寬的溫度測量范圍和較高的分辨率使其可以廣泛應(yīng)用于許多溫度測量場合。TMP101可通過串行總線接口方便地與數(shù)字系統(tǒng)相連，同時(shí)還具有關(guān)閉模式和報(bào)警輸出。文中介紹了TMP101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要特性，并給出了與PrPMC800模塊的接口應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：溫度傳感器；I2C；SMBus；PrPMC800；TMP101

１　ＴＭＰ１０１的引腳功能和主要特性

ＴＭＰ１０１是ＴＩ公司生產(chǎn)的１２位低功耗、高精度的數(shù)字溫度傳感器它采用與Ｉ２Ｃ和ＳＭＢｕｓ相兼容的２線數(shù)字接口，可應(yīng)用于許多高分辨率和寬量程溫度測量場合，如溫度控制系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)保護(hù)、電子測試儀器、辦公設(shè)備以及生物醫(yī)學(xué)儀器等方面。ＴＭＰ１０１采用６腳ＳＯＴ２３封裝，其引腳排列如圖１所示，引腳功能如下：

１腳ＳＣＬ：串行總線時(shí)鐘，ＣＭＯＳ電平；

２腳ＧＮＤ：接地腳；

３腳ＡＬＥＲＴ：總線報(bào)警輸出，開路；

４腳 Ｖ＋：電源；

５腳 ＡＤＤ０：用戶設(shè)置的地址輸入；

６腳 ＳＤＡ：串行數(shù)據(jù)線，ＣＭＯＳ電平，雙向，開路；

ＴＭＰ１０１的供電電壓范圍為２．７～５．５Ｖ，轉(zhuǎn)換精度在９～１２ｂｉｔｓ可選，分辨率高達(dá)０．０６２５℃。器件工作溫度為－５５℃～１２５℃，最大測量溫度超過１５０℃，同時(shí)它還具有以下特點(diǎn)：

● 帶有串行總線接口；

●具有節(jié)省功耗的關(guān)閉模式；

●一條Ｉ２Ｃ總線可連接３個(gè)ＴＭＰ１０１器件；

●可編程的溫度上下限寄存器及開路中斷輸出；

●溫度轉(zhuǎn)換速度比同類產(chǎn)品高，單片報(bào)價(jià)較低。

圖２是ＴＭＰ１０１的典型連接電路，由于其內(nèi)部集成了高精度溫度傳感器，所以除了部分信號線需要加上拉電阻外，不需要外接任何元件。當(dāng)測量溫度超過所設(shè)定的窗口極限時(shí),通過ＡＬＥＲＴ信號線向主控器發(fā)出中斷信號進(jìn)行報(bào)警。

表1 配置寄存器的數(shù)據(jù)格式

Byte D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 OS/ALERT R1 R0 F1 F0 POL TM SD

２ 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和寄存器功能

ＴＭＰ１０１內(nèi)部帶有數(shù)字溫度傳感器、溫度窗口比較器和Ｉ２Ｃ串行總線接口。通過一個(gè)帶隙型溫度傳感器和一個(gè)１２位Δ－Σ ＡＤ轉(zhuǎn)換器將所采集的溫度存儲在內(nèi)部的溫度寄存器中。器件根據(jù)用戶在溫度上下限寄存器中設(shè)定的ＴＨＩＧＨ和ＴＬＯＷ來在溫度窗口比較器中決定是否啟動(dòng)報(bào)警輸出�？刂疲裕停校保埃钡闹鳈C(jī)可以對溫度窗口的上、下限進(jìn)行設(shè)置，ＴＭＰ１０１自身的可編程遲滯特性與故障隊(duì)列能將誤報(bào)情況減至最少。系統(tǒng)上電后器件處于一種缺省閾值狀態(tài)，其溫度報(bào)警缺省閾值為：下限溫度ＴＬＯＷ＝７５℃，上限溫度ＴＨＩＧＨ＝８０℃。ＴＭＰ１０１的功能實(shí)現(xiàn)和工作方式主要由內(nèi)部的５個(gè)寄存器來確定，這些寄存器分別是地址指針寄存器（Ｐｏｉｎｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）、溫度值寄存器（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）、配置寄存器（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）、溫度上限寄存器（ ＴＨＩＧＨ Ｒｅｇ-ｉｓｔｅｒ）和溫度下限寄存器（ＴＬＯＷ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）。其中器件的工作方式主要通過對配置寄存器的配置來實(shí)現(xiàn)，配置寄存器的數(shù)據(jù)格式見表１所列，各數(shù)據(jù)位的具體說明如下：

Ｒ１／Ｒ０: 溫度傳感器分辨率配置位。通過對該兩位的配置，可以控制溫度傳感器的轉(zhuǎn)換分辨率，同時(shí)也可以控制轉(zhuǎn)換時(shí)間，而且分辨率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)間也就越長；

Ｆ１／Ｆ０:錯(cuò)誤隊(duì)列配置位。只有溫度連續(xù)超過限制ｎ次后，報(bào)警才會輸出，參數(shù)ｎ由Ｆ１／Ｆ０來設(shè)置，設(shè)置錯(cuò)誤隊(duì)列的目的是用來防止環(huán)境噪聲對報(bào)警輸出的影響；<