基于PWM模式輸出的溫度傳感器的測(cè)溫系統(tǒng)

數(shù)字溫度傳感器可直接與微處理器進(jìn)行接口，大大方便了傳感器輸出信號(hào)的處理。本文以PWM模式輸出的TMP04型數(shù)字式溫度傳感器為例，介紹由PCI單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的幾種測(cè)溫方案，并給出軟件設(shè)計(jì)流程。

　　1 引言

　　數(shù)字式溫度傳感器主要的輸出模式有PWM、SPI、I2C、SMBus等，當(dāng)今主流的單片機(jī)幾乎都支持這種接口方式，文中以PWM輸出模式為例，討論了PIC單片機(jī)對(duì)于這種輸出模式的測(cè)溫方案。PWM模式輸出的數(shù)字溫度傳感器如TMP03/04、TPM05/06等，都是將傳感器件測(cè)得的溫度信息數(shù)字化后，經(jīng)過一定的輸出編碼，調(diào)制成占空比與溫度成正比的數(shù)字脈沖信號(hào)單線輸出。輸出信號(hào)接入微處理器后，只需測(cè)得數(shù)字脈沖信號(hào)的占空比就可由軟件運(yùn)算得到相應(yīng)的溫度信息。而對(duì)于微處理器來說，輸入信號(hào)占空比的計(jì)算方式多種多樣以PCI系列單片機(jī)為例，在PIC16、PIC17、PIC18中均可由CCP模塊的捕捉功能、RB端口電平變化中斷功能，外部中斷功能等多種方法實(shí)現(xiàn)。以下將分別作以介紹。

　　2 硬件設(shè)計(jì)

　　由于數(shù)字式溫度傳感器直接輸出數(shù)字脈沖信號(hào)，無需后續(xù)的AD轉(zhuǎn)換和溫度補(bǔ)償，所以基于數(shù)字式溫度傳感器的測(cè)溫電路硬件非常簡(jiǎn)單，僅需要單片機(jī)微處理器和傳感芯片就可實(shí)現(xiàn)。除了個(gè)別集電極開路輸出的傳感芯片在接入單片機(jī)時(shí)需要外加上拉電阻以外，其余的傳感芯片可與單片機(jī)直接相連。在此選用PCI系列單片機(jī)作為微處理器，ADI公司的TMP04數(shù)字式溫度傳感器作為傳感芯片。

　　2.1 PIC系列單片機(jī)簡(jiǎn)介

　　PIC系列單片機(jī)是美國(guó)微芯(Microchip)公司生產(chǎn)的8位COMS單片機(jī)，它內(nèi)部采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，使得全部指令單字節(jié)、單周期化，有利于提高CPU執(zhí)行搜集的速度，從而提高單片機(jī)的運(yùn)行速度。它的指令系統(tǒng)采用精簡(jiǎn)指令集(R1SC)技術(shù)，尋址方式非常簡(jiǎn)單，便于程序的編寫與調(diào)試。它豐富的外部功能模塊更是為外設(shè)提供了極其方便的接口，使得許多外部設(shè)備可以直接與微處理器進(jìn)行通信。本設(shè)計(jì)采用的PIC18F458具有最大25mA的拉/灌電流、3個(gè)外部中斷、4個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、2個(gè)捕捉/比較/脈沖調(diào)制(CCP)模塊、SPI和I2C二種工作方式的主同步串行模塊(MSSP)、可尋址的USART模塊、高級(jí)10位8通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及集成的CAN總線模塊等多種外圍功能模塊。

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