TMP05/06型溫度傳感器及其應(yīng)用 2011-06-03 22:44:37來源:互聯(lián)網(wǎng)

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摘　要：介紹TMP05/TMP06型溫度的工作原理、性能特 點(diǎn)，并給出其應(yīng)用實(shí)例。
關(guān)鍵詞：數(shù)字溫度傳感器；微控制器；脈寬調(diào)制；菊花鏈模式
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(hào)；(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(cè)量 時(shí)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(cè)溫原理
TMP05/06的工作原理是將被測(cè)溫度的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將數(shù)字化信號(hào)編碼成時(shí) 間比率(TH/TL)的形式。TH和 TL在時(shí)間上是連續(xù)的，用同一時(shí)鐘即可獲得二者的比率，因此，溫度信 號(hào)與時(shí)間比率有關(guān)。
TMP05/06的輸出為方波信號(hào)，25℃時(shí)，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(shí)間T璈是固定的，而低電平的持續(xù)時(shí)間卻隨著溫度而 變化。當(dāng)CONV/IN引腳設(shè)置為低或者浮置時(shí)，可以通過式(1)計(jì)算溫度：
t(℃)=421-751TH/TL(1)
若設(shè)置為高電平，則通過式(2)來計(jì)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(shí)/計(jì)數(shù) 口很容易地讀取，然后編程即可實(shí)現(xiàn)上述算法，從而得到所測(cè)溫度值。
1.3 性能特點(diǎn)
在0℃～70℃溫度范圍內(nèi)精度為±1℃，25℃時(shí)達(dá)±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(dāng)微控制器發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，TMP05/06輸出一個(gè)與溫度高低有關(guān)的方波信號(hào) 。微控制器首先將OUT引腳置為低電平，然后釋放，表示請(qǐng)求輸出；當(dāng)OUT引腳被釋放時(shí)，就 輸出溫度的測(cè)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(dāng)微控制器將 OUT引腳拉為低電平開始進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換時(shí)，此電阻能保護(hù)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(hào)。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(duì)CONV/IN引腳的任意改變都不會(huì)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(cè)量值(如圖3所示)。