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温度传感器TMP275的原理、工作方式及在环境监控中的应用分析

2022-02-21 07:07分类:传感器 阅读:

 

近些年由于各种各样无线通讯技术性还有别的相应技术性的日趋完善.家庭氛围监管系统软件获得了更加普遍的运用。在家庭氛围视频监控系统中,每个连接点放置家中中的不一样部位,实时监测各点的情况,并立即上传入监控系统。连接点的核心部件包含感应器,在家庭氛围视频监控系统中大量的采用了温度感应器

凭借温度感应器,家庭氛围视频监控系统可以检测家庭氛围、电器产品和某独特点的溫度,随后根据精确测量的数据信息实现合理的操纵,进而做到节约能源、确保安全性和提升大家生活起居标准的目地。文中以数显式温度感应器TMP275为例子,详细介绍温度感应器在家中环境监控系统中的运用。

1、TMP275介绍

TMP275是TI企业于2006年发布的一款功耗低数据輸出温度感应器。其精准度达±0.5℃,适用自然环境、通讯、电子计算机、消费性、工业生产及其仪表盘运用等众多行业领域的温度检测。

TMP275的高宽比准确性可使排热与电池管理更为高效率,而其功耗低可以增加充电电池使用期限并降到最低自加温(self-heaTIng)。在-20℃~ 100℃范畴内,TMP275的准确度为±0.5℃(最高值)。其多线串行通信插口I2C相兼容。集成ic选用精巧的8脚位MSOP封装。该元件的别的特点包含:50μA低电流量、9至12位可编程控制器屏幕分辨率、0.1μA待机电流量方式、全部温度范围内优异的可靠性,及其-40℃~ 125℃的普遍操作温度范畴。此外,该元器件还容许高达八个不一样详细地址,以完成插口系统总线设计方案的高协调能力。TMP275的脚位排布如图所示1所显示。

2、TMP275硬件开发

TMP275的两条线串行通信(脚位SCL、SDA)与I2C总线插口兼容,能够立即与其说相接,进而大幅度降低了设计方案难度系数。当测量温度超出使用者制定的最高温度或小于最低温时,脚位ALERT輸出上拉电阻或低电频(能够根据配备存储器来完成)。以上3个脚位在具体联接中必须下拉电阻器。脚位A0、A1、A2能够接地装置或上拉电阻,用以决策集成ic的器什详细地址(有八个)。TMP275的外场电源电路电路原理图如图2所显示。

3、TMP275的基本概念

TMP275的基本功能完成和工作方式关键由里面的五个存储器来明确,分别是:表针存储器(pointer register)、溫度存储器(temperature register)、配备存储器(configura-TIon register)、限制溫度存储器(THIGH register)和低限溫度存储器(TLOW register)。TMP275的內部存储器构造如图所示3所显示。

TMP275的工作方式主要是根据配备存储器来完成。配备存储器的数据类型以下:

各数据位的实际表明以下:

SD 设定元器件是不是工作中在关闭方式。SD为1时为关闭方式,SD为0时为常规方式(包含较为方式和终断方式)。

TM 设定元器件工作中在较为方式或是终断方式。TM为1时工作中在终断方式,TM为0时工作中在较为方式。

POL ALERT旋光性位。根据POL的设定,能够使控制板和ALERT輸出旋光性一致。

F1/F0 不正确序列配备位。仅有溫度持续超限额n次能,警报才会輸出。主要参数n由F1和F0来设定,设定不正确序列的效果是避免噪声对警报輸出的危害。实际硬件配置主要参数如表1列出。

R1/R0 温度感应器屏幕分辨率配备位。根据对其配备,能够操纵温度感应器的变换屏幕分辨率,与此同时还可以控制时间;屏幕分辨率越高,变换時间越长。实际硬件配置主要参数如表2列出。

OS 在关闭方式下,向该位写1,能够打开一次温度换算;在气温较为方式下,该数据位能够带来较为方式的情况。

4、TMP275的工作方式与串行通信

4.1 工作方式

一切正常工作方式下,当所收集的溫度在上低限溫度以外时,TMP275会根据配备存储器中的TM情况来决策元器件是运行在较为方式或是终断方式。当元器件工作中在较为方式,且所收集的溫度持续n次(主要参数n为由F0、F1决策的持续不正确数)相当于或超过THIGH时,电压比较器激话ALERT报警輸出,提示服务器当今操作温度异常;仅有当溫度持续n次小于TLOW时,ALERT数据信号才恢复过来。一切正常运行时,默认设置 方法为较为方式。当元器件工作中在终断方式,且所收集的溫度持续n次在上低限溫度以外时,电压比较器都是会激话ALERT警报輸出;仅有在对存储器开展实际操作或是元器件在关闭方式下时,ALERT数据信号才会恢复过来,此类方式下能够实现操作系统的耐高温检测

此外,元器件也有环保节能的关闭方式。假如挑选该方式,当今的温度换算完毕后,元器件会全自动关闭,这时电流量耗费仅有1μA。仅有向配备存储器的OS位写1,才能够打开下一次温度换算。该方式由配备存储器的SD数据位来设置。

4.2 串行通信

TMP275的两条线手机充电线SDA和数字时钟线SCL兼容I2C协议书,并且只可以做为从元器件。它适用迅速方式(1~400kHz)和快速方式(1 kHz~3.4 MHz)。该元件的详细地址是由固定不动的高4位1001及其可控于A0、A1、A2的低3位决策。

4.2.1 I2C系统总线具体描述

复位传送的设施称之为“关键设备”,受关键设备操纵的是“从机器设备”。关键设备造成串行通信数字时钟(SCL),操纵系统总线连接,及其造成运行(START)和终止(STOP)标准。仅有在系统总线不忙时,才能够传输数据。在传输期内,数字时钟电源线为上拉电阻时,手机充电线SDA务必维持不会改变;仅有在运行/终止数据信号来临后,手机充电线SDA才可以更改。

TMP275做为从机器设备,仅有接受到运行讯号后,集成ic才开始工作。若接受到的详细地址准确无误,则传出一个确定数据信号,并依据R/W位的状况开展读/写实际操作。当终止数据信号来临后,全部工作中完毕。

4.2.2从机器设备接受方式

接受方式下,关键设备先往TMP275推送TMP275的地点信息内容和状况信息内容(R/W=0),随后传送数据,载入详细地址表针存储器。下一个字节或是好多个字节数再根据表针存储器的信息载入对应的存储器。针对每一个取得成功接受到的数据信息,TMP275都将推送确定信息内容。关键设备根据推送暂停数据信号而停止传输数据。

4.2.3从机器设备推送方式

推送方式下,关键设备先往TMP275推送TMP275的地点信息内容和状况信息内容(R/W=1),随后载入由详细地址表针存储器特定的数据信息。针对每一个取得成功接受到的数据信息,TMP275都将推送确定信息内容。关键设备根据推送暂停数据信号而停止传输数据。

5、TMP275在家中环境监控系统中的运用

5.1 连接点介绍

文中的探讨是以根据手机蓝牙(Bluetooth)技术性的家庭氛围视频监控系统的结点为服务平台,详细介绍温度感应器TMP275在环境监控系统中的实际运用。该连接点包含CPU、无线模块、温度感应器TMP275和开关电源4一部分,如图所示4所显示。

5.2 CPU一部分和温度感应器一部分

连接点CPU采用AVR单片机设计ATmega128。它是根据AVR RISC构造的8位功耗低CMOS微控制器。因为其优秀的指令系统及单周期时间命令运行時间,ATmega128的数据信息吞吐率达到1 MIPS/MHz,进而减轻了体系在功能损耗和响应速度中间的分歧。

ATmega 128给予一种兼容于I2C的TWI系统总线插口,因而TMP275的SDA和SCL脚位能够立即与CPU的脚位相接,此外还需装上拉电阻。TMP275的警报輸出方法设定为低电频輸出,接有上拉电阻。A0、A1和A2所有接低电频,那样TMP275元器件的写地点为0x90,读详细地址为0x91。TMP275的联接电路原理图如图所示5所显示。

5.3 无线模块一部分

无线模块采用CSR企业的BlueCore02-External蓝牙芯片。此集成ic是一个单一集成ic无线通信和基带芯片链接控制板的Bluetooth 2.4 GHz系统软件,选用0.18 μm CMOS技术性,集成化了频射、基带芯片、含有所有集成化蓝牙协议栈的MCU及其光端机

在本连接点的制定中,无线模块根据UART插口与CPU相互连接。IO0、IO1、IO2脚位接LED灯,用于标示无线模块与别的无线设备开展通信系统、联接和传输数据的情况。无线模块的别的脚位在本连接点设计方案中未涉及到,故给予省去。无线模块的联接电路原理图如图所示6所显示。

6、结 语

具体使用说明,TMP275集成ic具备很高的特性,运用它能够非常好地达到预估的制定作用,并且使用简易。运用主控芯片CPU和双片TMP275也极易组成一个别的的环境监控系统系统软件,且能获得很高的检测精密度。现阶段,根据温度感应器TMP275和蓝牙技术的家庭氛围视频监控系统早已调节结束,运作特性优良。

责编:gt

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