传感与控制数字温度传感器TC77与AVR单片机的接口设计

数字温度传感器TC77 与 AVR 单片机的接口设计 洪家平 1 概述 TC77 是Microchip 公司生产的一款13 位串行接口输出的集成数字温度传感器，其温度数据由热传感单元转换得来。TC77 内部含有一个13 位ADC，温度分辨率为0.062 5℃／LSB。在正常工作条件下，静态电流为250μA(典型值)。其他设备与 TC77 的通信由SPI 串行总线或 Microwire 兼容接口实现，该总线可用于连接多个TC77，实现多区域温度监控，配置寄存器CONFIG 中的SHDN 位激活低功耗关断模式，此时电流消耗仅为0.1μA(典型值)。TC77 具有体积小巧、低装配成本和易于操作的特点，是系统热管理的理想选择。 2 TC77 的内部结构及引脚功能 图 1 所示为TC77 的内部结构原理图。TC77 由CMOS 结型温度传感器、带符号位的13 位∑-△A／D 转换器、温度寄存器、配置寄存器、制造商ID 寄存器及三线制串行接口等部分组成。 其引脚定义如下： SI／O：串行数据引脚 SCK：串行时钟 Vss：地 CE：片选端(低电平有效) VDD：电源电压(6.0 V) 3 TC77 的工作原理 数字温度传感器TC77 从固态(PN 结)传感器获得温度并将其转换成数字数据。再将转换后的温度数字数据存储在其内部寄存器中，并能在任何时候通过SPI 串行总线接口或Microwire 兼容接口读取。TC77 有两种工作模式，即连续温度转换模式和关断模式。连续温度转换模式用于温度的连续测量和转换，关断模式用于降低电源电流的功耗敏感型应用。 3.1 TC77 的上电与复位 上电或电压复位时，TC77 即处于连续温度转换模式，上电或电压复位时的第一次有效温度转换会持续大约300 ms，在第一次温度转换结束后，温度寄存器的第2 位被置为逻辑“1”，而在第一次温度转换期间，温度寄存器的第2 位是被置为逻辑“0”的，因此，可以通过监测温度寄存器第2 位的状态判断第一次温度转换是否结束。 3.2 TC77 的低功耗关断模式 在得到 TC77 允许后，主机可将其置为低功耗关断模式，此时，A／D 转换器被中止，温度数据寄存器被冻结，但 SPI 串行总线端口仍然正常运行。通过设置配置寄存器CONFIG 中的SHDN 位，可将TC77 置于低功耗关断模式：即设置SHDN=0 时为正常模式；SHDN=1 时为低功耗关断模式。 3.3 TC77 的温度数据格式 TC77 采用13 位二进制补码表示温度，表 1 所列是 TC77 的温度、二进制码补码及十六进制码之间的关系。表中最低有效位(LSB)为0.062 5 ℃，最后两个 LSB 位(即位1 和...