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传感与控制数字温度传感器TC77与AVR单片机的接口设计

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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...

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