低功耗数字温度传感器adt7301及其接口技术

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1、低功耗数字温度传感器ADT7301及其接口技术ADT7301是ＡＤ公司推出的13位数字温度传感器芯片。该芯片采用＋2.7V～＋５.5V电源供电，具有温度转换精度高、功耗低、串行接口灵活方便等特点。文中介绍了ADT7301的主要特性，并以其与8052接口为例，给出了ADT7301的串行接口电路、应用程序。关键词：温度传感器；SPI；ADT7301１概述ＡＤＴ７３０１是一个完整的温度监测系统，有ＳＯＴ－３２和ＭＳＯＰ两种封装形式。在芯片内部集成了一个用于温度监测的带隙温度传感器和一个１３位ＡＤ转换器，其最小温度分辨率为０．０３１２５°Ｃ。Ａ

2、ＤＴ７３０１带有一个非常灵活的串行接口，可非常容易地与大多数微控制器接口；而且该接口还可与ＳＰＩＴＭ、ＱＳＰＩ及ＭＩＣＲＯＷＩＲＥＴＭ协议及ＤＳＰ接口兼容，通过串口控制可使器件处于待机模式。ＡＤＴ７３０１的宽供电电源范围、低供电电流及与ＳＰＩ兼容的接口使得该器件非常适合于个人计算机、办公设备及家电设备等各种领域。ＡＤＴ７３０１功能特性如下：●供电电源＋２．７Ｖ～＋５．５Ｖ；●内含１３位数字温度传感器；●测温精度为±０．５℃；●具有０．０３１２５℃温度分辨率；●工作电流典型值为１μＡ；●带有ＳＰＩ及ＤＳＰ兼容的串行接口；●工作温度范围宽达

3、－４０～＋１５０℃；●采用节省空间的ＳＯＴ－２３和ＭＳＯＰ封装。２内部结构与管脚说明２．１管脚描述ＡＤＴ７３０１模块的内部结构如图１所示。该器件具有６脚ＳＯＴ－２３和８脚ＭＯＳＰ两种封装形式..毕业，各引脚的功能如下：ＧＮＤ：模拟地和数字地；ＤＩＮ：串行数据输入口。装入芯片控制寄存器的数据可在时钟ＳＣＬＫ上升沿通过该管脚串行输入；ＶＤＤ：供电电源正输入端。供电电源范围为：＋２．７Ｖ～＋５．５Ｖ；ＳＣＬＫ：与串行端口对应的串行时钟输入；ＣＳ：片选输入，低电平有效；ＤＯＵＴ：串行数据输出端口。温度值在串行时钟ＳＣＬＫ的下降沿通过该管脚串行输

4、出。ＡＤＴ７３０１的串行接口由ＣＳ、ＳＣＬＫ、ＤＩＮ及ＤＯＵＴ四线构成。将ＣＳ和ＤＩＮ接地可使该接口工作于两线模式，在这种模式下，该接口只能通过ＤＯＵＴ来读取数据寄存器中的值。推荐使用ＣＳ端口，这样有利于ＡＤＴ７３０１与其主控器件之间同步。ＤＩＮ端口用于写控制寄存器，也可使芯片处于节电模式。使用时，在电源和地线之间应加一个０．１μＦ的去耦电容。图2２．２工作过程与应用时序ＡＤＴ７３０１内部集成有晶体振荡器，所以工作时只需在串口接入时钟，而不需再提供Ａ／Ｄ转换时钟。该芯片具有两种工作模式，即正常工作模式和节电工作模式。在正常工作模式，内部

5、时钟振荡器将驱动自动转换时序，从而使芯片每秒钟对模拟电路上电一次，以进行一次温度转换。完成一次温度转换一般需８００μｓ，转换结束后，芯片的模拟电路自动断电，并在１秒钟后自动上电。因此，在温度值寄存器中总可以得到最新的温度转换值。通过设置ＡＤＴ７３０１控制寄存器可将其设置为节电模式。在节电模式下，片内振荡器被关闭，ＡＤＴ７３０１不进行温度转换，直到恢复到正常工作模式。可向控制寄存器中写零使其恢复到正常工作模式。在进入节电模式前其温度转换结果即使在进入节电模式后仍可被正确读取。在正常转换模式下，执行读／写操作时，其内部振荡器可在读写操作结

6、束后自动复位，以使温度转换器能够重新进行温度转换。若在ＡＤＴ７３０１进行温度转换过程中执行读写操作则会使其自动停止转换，并在串行通讯结束后又重新开始，而读取的温度值是前一次的转换结果。ＡＤＴ７３０１执行读／写操作时的时序如图２所示。当片选端口ＣＳ为低时，ＳＣＬＫ时钟输入有效，而在执行读操作后，系统会将２位零标志位、１位符号位和１３位的数据位在１６个时钟脉冲下降沿从温度值寄存器中取出。如果ＣＳ持续为低的时间超过１６个ＳＣＬＫ时钟周期，ＡＤＴ７３０１将循环输出２位零标志位加１４位数值位。而一旦ＣＳ变为高电平，ＤＯＵＴ输出端将处于高阻状态

7、此时输出数据将在ＳＣＬＫ的下降沿被锁存在ＤＯＵＴ线上。ＡＤＴ７３０１的写操作与读操作可同步进行。当写数据流中的第三位写１而其余位为０时，ＡＤＴ７３０１进入节电模式；写数据流全为０时，为正常工作模式。在正常工作模式数据在第１６个ＳＣＬＫ的上升沿被装入控制寄存器并立刻起作用。若ＣＳ在第１６个ＳＣＬＫ上升沿之前变为高电平，那么，控制寄存器中的数据将不会被装入，但此时工作模式不变。２．３温度值编码温度值寄存器是一个１４位的只读寄存器，用于存储ＡＤＣ的１３位二进制补码加１位符号位的温度转换结果(最高位为符号位)。理论上，ＡＤＣ测量的温度范围可达

8、２５５℃，实际上，内部温度传感器能确保的温度范围为－４０℃～＋１５０℃。温度数据格式如表１所列。表1温度寄存器数据格式温度值（℃）数据输出DB13DB0-4011，101100000000-3011，110