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- TMP05/06型溫度傳感器及其應(yīng)用
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2011/2/24
1、TMP05/06的工作原理
1.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能
TMP05/06的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
引腳功能：（1）OUT數(shù)字輸出端，脈寬調(diào)制PWM輸出與溫度呈一定關(guān)系的方波信號；（2）CONV/I N數(shù)字輸入端，在單次轉(zhuǎn)換模式和連續(xù)轉(zhuǎn)換模式中，此引腳的三種輸入狀態(tài)決定了溫度測量 時的轉(zhuǎn)換比率；在菊花鏈模式中，它作為輸入引腳連到上一片TMP05/06的PWM輸出端；（3）FU NC數(shù)字輸入端，通過設(shè)置其高、低、浮置三種狀態(tài)選擇不同的工作模式；（4）VDD正電源電壓 3V～5.5V；（5）GND模擬和數(shù)字地。
1.2測溫原理
TMP05/06的工作原理是將被測溫度的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將數(shù)字化信號編碼成時 間比率（TH/TL）的形式。TH和 TL在時間上是連續(xù)的，用同一時鐘即可獲得二者的比率，因此，溫度信 號與時間比率有關(guān)。
TMP05/06的輸出為方波信號，25℃時，輸出方波的周期為116ms（典型值，CONV/IN引腳為浮 置 ），高電平的持續(xù)時間TH是固定的，而低電平的持續(xù)時間卻隨著溫度而 變化。當CONV/IN引腳設(shè)置為低或者浮置時，可以通過式（1）計算溫度：
t（℃）=421-751TH/TL （1）
若設(shè)置為高電平，則通過式（2）來計算：
t（℃）=421-93.875TH/TL �。�2）
其中，TH和TL的值可以通過微處理器的定時/計數(shù) 口很容易地讀取，然后編程即可實現(xiàn)上述算法，從而得到所測溫度值。
1.3性能特點
在0℃～70℃溫度范圍內(nèi)精度為±1℃，25℃時達±0.5℃； 工作范圍-40℃～+150℃； 3V～5.5V單電源供電； 3.3V工作電源下，功耗最大為70μW； 超小封裝（SC70及SOT23兩種封裝形式），低功耗。
2、TMP05/06的工作模式
TMP05/06有三種工作模式，用戶可根據(jù)需要設(shè)置FUNC引腳的狀態(tài)選擇合適的工作模式（ 表1）。
2.1單次轉(zhuǎn)換模式
在單次轉(zhuǎn)換模式中，當微控制器發(fā)送請求時，TMP05/06輸出一個與溫度高低有關(guān)的方波信號 。微控制器首先將OUT引腳置為低電平，然后釋放，表示請求輸出；當OUT引腳被釋放時，就 輸出溫度的測量結(jié)果TH和TL（如圖2）。
在此模式中，內(nèi)部電阻被切換到電路中，TMP05的OUT引腳配置為推挽式輸出。當微控制器將 OUT引腳拉為低電平開始進行溫度轉(zhuǎn)換時，此電阻能保護TMP05不受短路電流的損害。
2.2連續(xù)轉(zhuǎn)換模式
在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式中，TMP05/06連續(xù)輸出方波信號。方波的頻率通過設(shè)置CONV/IN引腳的狀態(tài) 來決定。而且上電以后，對CONV/IN引腳的任意改變都不會影響原來的設(shè)置。
2.3菊花鏈工作模式
設(shè)置FUNC引腳為高電平狀態(tài)，可以將印刷電路板上的多片TMP05/06連接為菊花鏈工作模式。 因此，允許微控制器專門用一條輸入線來接收所有的溫度測量值（如圖3所示）。
在此工作模式下，F(xiàn)UNC配置為高電平，CONV/IN引腳作為菊花鏈的輸入，其在測量溫度時以 標準比率進行轉(zhuǎn)換，因此測量溫度參照公式（1）進行計算。微控制器的另一條線用來產(chǎn)生脈 寬小于25μs的啟動脈沖，用來啟動第一片TMP05/06進行轉(zhuǎn)換并輸出測量結(jié)果。而這片TMP05 /06的輸出則為下一片提供啟動脈沖。圖4分別示出菊花鏈上啟動信號和輸出信號的波形。
在啟動脈沖沒有到達TMP05/06時，此元件充當前面溫度測量的緩沖器，一旦檢測到啟動信號 ，立即啟動轉(zhuǎn)換并將結(jié)果輸出，于是就為下一片TMP05/06提供啟動脈沖，依次循環(huán)，最終的 輸出結(jié)果見圖4c。第一片TMP05/06的CONV/IN引腳必須保持為低直到最后一片輸出啟動脈沖 ，然后置為高。這就是菊花鏈工作模式的整個過程
3、TMP05/06的應(yīng)用
TMP05/06由于其高精度的測量結(jié)果和超小封裝形式可理想地用于各種便攜式電子設(shè)備中作溫度監(jiān)測器。例如，可用來監(jiān)視電子設(shè)備中高速MCU芯片的溫度，對于采用表面安裝的芯片更 加合適（將TMP05/06裝在MCU芯片的下邊并盡量貼近芯片，即可測出芯片的表面溫度）。其獨 特的菊花鏈工作模式，可以方便的連接多個集成電路溫度傳感器，簡化了硬件電路的設(shè)計。
TMP05/06為單線制PWM輸出，僅需單線就能與微控制器方便地連接，因此硬件電路設(shè)計比較 簡單（如圖5所示）。
TMP05/06配上單片機后，容易用單片機內(nèi)的計數(shù)器分別測得TH和TL的值，然后編程計算溫度值。具體步驟如下（TMP05/06配置為單次轉(zhuǎn)換模式 ）：
（1）計數(shù)器0、1初始化；
（2）80C51發(fā)送請求信號，即將OUT引腳拉為低電平然后釋放；
（3）OUT引腳釋放時，P1.0輸入高電平，計數(shù)器0開始工作，計時TH；
（4）P1.0變?yōu)榈蜁r，計數(shù)器0停止，計數(shù)器1啟動，計時TL；
（5）根據(jù)前述公式計算溫度值；
（6）顯示溫度，若超限則報警或啟動散熱設(shè)備。
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