天康分享数字温度传感器选择系统的接口方法

来源：安徽天康(集团)股份有限公司 2015年08月20日 11:48

具体来说，数字温度传感器的主要构成是包括一个双电流源、一个Δ-ΣA/D转换器、数字逻辑还有一个通向数字器件（比如跟一个微处理器或者微控制器连接）的串行接口（如I2C总线、SMBus或SPI）。数字温度传感器分为两种：本地或者远程温度传感器，它们都采用的是某种方法强制两个成比例的电流通过一个连接成二极管形式的NPN或PNP晶体管，均用于测量所要导致的VBE变化，使用Δ-ΣA/D转换器对于电压采样并将数值转换成数字格式。强制电流一般采用大约是10:1的比例。通过强制施加比例电流和测量两个VBE的差值，可消除二极管上IS这一与工艺相关参数的一阶效应。

每一个温度传感器在生产过程中都会进行调整，以便与要使用的二极管的理想参数来匹配。远程二极管的特性是取自2N3904/6。由于本地温度传感器在硅衬底上面只是一个简单的NPN或PNP结构，远程温度传感器几乎总是集成一个本地温度传感器。因此，远程传感器的作用总是像两个传感器一样。本地温度传感器在同一封装集成了一个热二极管。对于本地传感器，根据封装还有位于IC衬底上的本地二极管，热时间常数（就可以达到zui终温度的63.2%所需的时间）为几分钟。总线负载过重或者转换过快会造成器件自加热并影响温度精度。

温度数据变为可用所需的时间就称为转换速率。该速率是由器件内部振荡器和A/D分辨率决定，一般低于100Hz或者长于10ms。转换速率越快，温度数据可以检索的速度就会越快，同时温度传感器所消耗的功率也就越大。由于会存在自加热效应，转换速率通常会比较低。

I2C总线或者SMBus温度传感器的优点

1、SPI

SPI是一种四线制串行总线接口，为主/从结构，四条导线分别是串行时钟（SCLK）、主出从入（MOSI）、主入从出（MISO）和从选（SS）信号。主器件可以是时钟的提供者，我们可以发起读从器件或写从器件操作。这时主器件将会与一个从器件进行对话。当总线上存在着多个从器件时，要发起一次传输，主器件就将会把该从器件选择线拉低，然后分别通过MOSI还有MISO线启动数据发送或接收。

2、I2C总线

I2C是一种二线制串行的总线接口，工作在主/从模式。二线通信的信号分别是开漏SCL和SDA串行时钟和串行数据。主器件为时钟源。数据的传输都是双向的，其方向取决于读/写位的状态。每个从器件都拥有一个*的7或10位地址。主器件通过一个起始位发起了一次传输，然后通过一个停止位终止一次传输。起始位之后就是*的从器件地址，再后为读/写位。

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