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    方案分享:高精度低成本測溫方案

    發布時間:2016-12-09 責任編輯:sherry

    【導讀】本文介紹一種帶I2C通信接口的數字溫度傳感器SD5075來實現測溫功能。闡述了其軟件和硬件設計方案,該測溫裝置的溫度分辨率0.1℃,測溫精度在-40℃~ +100℃范圍內典型誤差小于±0.5℃。

    用傳統的水銀或酒精溫度計來測量溫度,不僅測量時間長、讀數不方便、而且功能單一,已經不能滿足人們在數字化時代的要求。本文提出了一種新型的數字式溫度測量電路的設計方案。某公司最新研制了一款高精度數字溫度傳感器芯片SD5075,兼容ADT75/LM75A/TMP75,且價格更低,精度更高,可替代性好,本文將重點介紹。

    【系統組成】

    整個系統由數字溫度傳感器、單片機、顯示、按鍵和電源這幾個部分組成。

    電路設計見下圖:

    電路設計見下圖:

    SD5075可設置遲滯閾值寄存器和過溫閾值寄存器。如果實際測試環境溫度高于設置的過溫閾值寄存器則通過開漏引腳ALARM輸出報警 信號。實際環境溫度低于遲滯閾值寄存器則解除報警信號。Alarm輸出有2種可選的工作模式:Alarm比較器模式和Alarm中斷模式。Alarm輸出可選擇高電平或低電平有效。詳細的操作流程可參考SDIC官方網站的SD5075單總線數字溫度傳感器規格書。

    SD5075介紹:

    SD5075是一款高準確度溫度傳感器芯片,內含高精度測溫ADC,在-40℃~ +100℃范圍內典型誤差小于±0.5℃,在-55℃~ +125℃范圍內典型誤差小于±1.0℃。通過兩線I2C/SMBus接口可以很方便與其他設備建立通信。設置A2 ~ A0的地址線,可支持8片芯片并聯總線連接。

    SD5075典型應用框圖:

    SD5075典型應用框圖

    本芯片可選3種工作模式:連續測溫模式,單次測溫模式,關斷模式。可根據速度或功耗的需求靈活選擇和配置。

    SD5075特點:

    1、12位數字溫度讀數,分辨率為0.0625℃。

    2、在-40℃~+100℃范圍內最大誤差±0.8℃,在-55℃~+125℃范圍內最大誤差±1.5℃。

    3、2線通信接口,跟I2C/SMBUS協議兼容。

    4、提供過溫報警功能,可設置過溫閾值及遲滯恢復閾值。

    5、可選連續測溫模式或單次測溫模式。

    6、低功耗:連續測溫時典型工作電流只有170uA,關斷模式工作電流小于1uA.

    7、工作電壓范圍:2.7V~5.5V.

    8、管腳兼容ADT75/LM75A/TMP75.

    SDA:兩線通信數據線

    SCL:兩線通信時鐘線

    ALARM:作溫度報警或者SMBus Alert用

    GND:地

    A2-A0:地址選擇信號

    VDD:電源

    單片機

    采用的單片機型號為SD8102,也是杭州晶華微電子研制的。具有16k Bytes OTP空間,256 Bytes SRAM,19個可編程I/O口,3個16位的定時/計數器,內置2M的RC振蕩器。該單片機也可以采用普通的51單片機或PIC單片機替代。

    顯示、按鍵和電源

    采用5位數碼管顯示,保留1位小數,輸出方式采用動態掃描形式,選擇單片機的5個I/O口作為數碼管的位線和8個I/O口作為數碼管的段線;

    通過S0按鍵來切換攝氏度和華氏度顯示。

    采用外接電源方式供電(5~12V不需加限流電阻,大于12V時加個470R/3W的限流電阻),通過HT7533降壓為3.3 V給系統各模塊供電。

    【軟件設計】

    單片機程序流程參考下圖:

    單片機程序流程參考下圖
     

    結語:

    此測溫方案選用的SD5075測溫芯片具有功耗低,測溫精度高和價格便宜等優點,非常適用于普通測溫場合。同時還兼容ADT75/LM75A/TMP75等測溫芯片。

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