TSic系列高精度溫度傳感器的應(yīng)用

2 硬件設(shè)計(jì)
圖4是某個(gè)應(yīng)用中與TSic相關(guān)部分的電路圖。

圖中溫度傳感器U2的圖標(biāo)借用了晶體管的圖標(biāo)，該設(shè)計(jì)兼容DS18B20和TSic，如果使用TSic則不接R2。引腳2是數(shù)據(jù)線，引腳3是傳感器的電源。
傳感器的電源沒有直接接到VCC，原因如下：MCU可以用中斷方式或查詢方式讀TSic的數(shù)據(jù)。當(dāng)連接ZACwire信號(hào)到MCU的引腳時(shí)，能夠在起始位的下降沿引發(fā)一個(gè)中斷，使MCU轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序ISR。當(dāng)使用查詢方式時(shí)，MCU必須發(fā)起讀溫度操作，這可以用MCU的一個(gè)引腳提供電源到TSic來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)MCU要讀溫度時(shí)，該引腳首先給TSic供電，大約65～85 ms后它將收到一個(gè)溫度數(shù)據(jù)包。這種開關(guān)TSic的方法有額外的好處，就像掉電模式，可以將靜態(tài)電流從通常的45μA減小到0。
TSic是一種混合信號(hào)IC，需要低噪聲供電。通過MCU的引腳供電易受MCU電源的數(shù)字噪聲的影響，因此要在MCU的供電引腳加一個(gè)RC濾波器，即圖4中的R1和C，C盡可能接近TSic V+和地。
在裝配時(shí)要特別注意安裝工藝會(huì)影響精度。SOP-8封裝適用于PCB自動(dòng)組裝，但是回流焊工藝會(huì)影響已校準(zhǔn)的精度。為了用這種封裝實(shí)現(xiàn)高精度，IST公司提供組裝后的校準(zhǔn)。在小批量應(yīng)用中應(yīng)選用TO92封裝，使用冷連接工藝安裝。TO92封裝還可以裝在不銹鋼探頭中。
為TSic提供電源的MCU引腳要由一個(gè)強(qiáng)CMOS推挽驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)，圖4中用P3．5為TSic供電。STC11L16XE是可以選擇端口工作模式的，可以將P3．5配置為強(qiáng)推挽輸出模式。經(jīng)實(shí)驗(yàn)ZACwire線用普通的8051端口就可以。

3 軟件設(shè)計(jì)
3．1 怎樣讀包
測(cè)量起始位下降沿和上升沿之間的時(shí)間，該時(shí)間(Tstrobe)就是選通時(shí)間，其寬度為位寬度(bit window)的一半。再等待一個(gè)Tstrobe的時(shí)間，即在下一個(gè)下降沿，開始采樣ZACwire信號(hào)。因?yàn)槊總€(gè)位都以一個(gè)下降沿開始，所以每個(gè)位的采樣窗口都會(huì)復(fù)位。這意味著從起始位開始的比特流將不會(huì)發(fā)生誤差。
建議當(dāng)捕獲起始位時(shí)，ZACwire信號(hào)的采樣率至少為正常波特率的16倍。因?yàn)檎２ㄌ芈适? kHz，當(dāng)捕獲Tstrobe時(shí)要求最小128 kHz的采樣速率。
當(dāng)起始位的下降沿產(chǎn)生時(shí)，它引發(fā)MCU進(jìn)入一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)，遞增一個(gè)內(nèi)存位置，直到看見ZACwire信號(hào)的上升沿。該計(jì)數(shù)值就是Tstrobe。在獲得Tstrobe后，MCU就可以簡(jiǎn)單地等待下面9個(gè)下降沿(8個(gè)用于數(shù)據(jù)，1個(gè)用于奇偶校驗(yàn))。在每個(gè)下降沿之后，MCU等待Tstrobe期滿，然后采樣下一個(gè)位。
下面給出一個(gè)TSic 506的應(yīng)用例子，使用其他型號(hào)的傳感器時(shí)測(cè)量范圍和計(jì)算公式需要調(diào)整。
3．2 8051 C語(yǔ)言代碼
代碼使用查詢方式讀TSic數(shù)據(jù)。代碼中對(duì)于選通時(shí)間并沒有進(jìn)行精確測(cè)量，而是用延時(shí)函數(shù)估計(jì)。延時(shí)函數(shù)delay_10us是用邏輯分析儀對(duì)STC11L16XE標(biāo)定的，使用其他MCU需要重新標(biāo)定。