溫度檢測電路設(shè)計方案

溫度檢測電路通常由溫度探測、數(shù)模轉(zhuǎn)換以及結(jié)果處理等部分組成。溫度探測電路將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后送處理器進(jìn)行必要的處理，從而獲得相應(yīng)的環(huán)境溫度參數(shù)，如圖1所示。

其中，溫度檢測部分一般采用熱敏電阻，但是熱敏電阻精度比較低，響應(yīng)速度較慢。目前出現(xiàn)了一些專用的溫度探測芯片，精度大大提高，而且對溫度改變的靈敏度也達(dá)到了非常高的標(biāo)準(zhǔn)，如National公司的IM35系列。

溫度探測電路一般是將溫度的變化轉(zhuǎn)化為電壓信號的變化，因此需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能為處理器所接受，從而通過計算獲得真實的溫度信息以便處理器進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

下面以National公司的IM35系列溫度傳感器和AD公司的AD7812模數(shù)轉(zhuǎn)換器為例，討論基于支持串行總線多通道、高精度溫度檢測方案的設(shè)計思想。其電路原理框圖如圖2所示。

電壓正比于當(dāng)前環(huán)境溫度，在室溫下，它的探測精度可以達(dá)到±1／4。C，在一55～+150℃區(qū)間，它的精度可以達(dá)到±34~C，它的典型變化趨勢是溫度每變化l℃，電壓變化10mV，其溫度／電壓轉(zhuǎn)化公式為：

V一10mV／℃·C（1）

式中：為轉(zhuǎn)換輸出電壓，C為系統(tǒng)實際溫度。

AD7812是一種串行AD轉(zhuǎn)換芯片，它支持最多8通道輸入（AD78ll為4通道），這樣我們就可以很容易的設(shè)計支持多路溫度檢測的電路。

AD7812的工作方式由一片內(nèi)部控制寄存器決定，它可以由Convst腳的脈沖輸入啟動轉(zhuǎn)換，也可以通過軟件控制完成轉(zhuǎn)換，在實際設(shè)計中，由于軟件控制更加靈活，所以一般采用軟件控制的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，它的控制寄存器定義如下：

軟件編程

軟件控制主要針對AD轉(zhuǎn)換芯片AD78l2進(jìn)行控制。需要完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、串行數(shù)據(jù)讀取等功能。AD7812有兩種工作狀態(tài)，模式1在轉(zhuǎn)換完成后不關(guān)閉電源；模式2在轉(zhuǎn)換完成后關(guān)閉電源。一般情況下都選用模式l工作方式，以下就主要針對模式1工作方式展開討論。

圖3是一種典型的控制時序圖，首先置PD0、PD1位為l，開啟片內(nèi)電源，使芯片開始工作；在下一個啟動轉(zhuǎn)換完成后，數(shù)據(jù)總線上數(shù)據(jù)就有效了，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)就可以串行輸出了。從圖中可以看出，第一次轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)是無效的，這是因為片內(nèi)電源還未開啟，這是編程者需要注意的地方。

圖4就是實際通訊時序圖。RFS是接收數(shù)據(jù)同步信號，TFS是發(fā)送數(shù)據(jù)同步信號。平時，Dout的輸出處于高阻狀態(tài)，在RFS上升沿后的第一個SCIK上升沿，Dour輸出數(shù)據(jù)有效，在第11個SCIK上升沿后，Dour重新回到高阻狀態(tài)；在TFS下降沿后的第一個SCIK下降沿。Din線上的數(shù)據(jù)串行移入片內(nèi)，在第l3個SCIKF降沿，片內(nèi)控制寄存器內(nèi)容被更新。在這里要注意，SCIK時鐘個數(shù)一定要保證，否則容易產(chǎn)生問題。

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