溫度傳感器MAX6662的應用研究
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1 溫度傳感器MAX6662

MAX6662是一款12位+符號位溫度傳感器．在單片封裝中還集成了可編程過溫報警和三線(SPI兼容)串行接口。它使用內部A／D轉換器將其管芯溫度轉換為數字量。溫度數據以13位字的形式存儲在溫度寄存器中，分辨率為O．062 5℃，溫度數據可在任意時刻通過串口讀取。工作電壓范圍為+3～+5．5 V，溫度范圍為一55～+150℃。

1．1 MA×6662的引腳定義

如圖l所示，MAX6662采用8引腳SO封裝。其接口信號描述如下：SCLK為串行時鐘輸入；CS為片選信號，低電平時使能串行數據的輸入、輸出；SIO為串行數據輸入輸出，雙向口；ALERT為過溫報警，溫度過高或過低時默認輸出低電平，可編程設置為高；OT為高溫報警，溫度過高時默認輸出低電平，可編程設置為高。其中，ALERT和OT均為漏極開路，使用時需要加上拉電阻。

1．2 MAX6662工作寄存器

MAX6662有6個工作寄存器：溫度寄存器、配置寄存器、THYST寄存器、TMAX寄存器、TL0W寄存器和THIGH寄存器。

(1)溫度寄存器

溫度寄存器為只讀寄存器，MSB位為符號位(bitl5)；接下來的12位是溫度數據位，最新轉換的溫度數據以℃為單位存儲于溫度寄存器，其中高8位表示溫度整數位，低4位為小數位；3位最低有效位為溫度標志位，顯示報警信息，分別為Tover標志、Thigh標志、Tlow標志。

(2)配置寄存器

配置寄存器只使用了第8～12位，用于配置MAX6662的工作模式，如表1所列。

(3)溫度界限寄存器

TLOW寄存器、THIGH寄存器和THYST寄存器用于設置溫度界限來觸發ALERT；TMAX寄存器、THYST寄存器用于設置0T的溫度極限。這些溫度界限寄存器使用9位高位(符號位和8位數據位)，雙精度格式，1位最小單位，剩余7位保留。

1．3 MAX6662命令字

命令字第l位為高電平，代表傳輸開始；第2位是讀／寫位，高電平時讀。總共有11個有效命令，溫度轉換持續進行并且可通過串行口異步讀取。一旦讀取溫度寄存器，正在進行的轉換失敗并且把之前的轉換結果輸出。命令字定義如表2所列。

1．4 MAX6662的工作模式

(1)比較模式

此模式下，對于ALERT，當溫度超過TMAX寄存器的值或低于TLOW寄存器的值時，ALERT輸出低電平；溫度低于THIGH—THYST，或高于TLOW+THYST時，ALERT輸出高電平。

對于OT，當溫度超過TMAX的值時建立OT(即變低)；溫度低于TMAX--THYST時，OT輸出高電平。讀操作均不能復位OT、ALERT，默認條件下，OT、ALERT均為低有效的輸出信號，但可以在配置寄存器中配置為高。

(2)關斷模式

MAX6662的一個特色是可編程的關斷模式。將配置寄存器的關斷位置1，即可進入關斷模式。關斷模式下，除了POR電源復位和串口外，其他工作均被禁止；所有寄存器的值都被保留，溫度寄存器保留最后的溫度轉換值。

1．5 MAX6662的通信協議與數據格式

串行接口包括3條信號線：片選CS(低有效)、雙向數據線SIO和串行時鐘SCLK。其中，CS和SCLK只受主機控制，主機和MAX6662共同控制SIO。當主機發送數據時，數據在上升沿被送入MAX6662。讀數據時，數據在下降沿被讀出。命令字節和數據字的MSB位首先寫入或讀出。前8個時鐘周期用于傳送命令字，命令字由SIO輸入MAX6662。該命令字決定接下來16個周期的數據由主機還是MAX6662來控制。如果由MAX6662來控制SIO，則開始于第8個時鐘周期的下降沿。通信時序如圖2所示。

溫度寄存器存儲12位的轉換數據和1位溫度符號位，能確定的溫度范圍為一55～+155℃，數據傳送格式如表3所列。

2 應用電路設計

2．1 硬件電路設計

MAX6662傳感器與MCS一51系列單片機AT89S52的硬件接口電路如圖3所示。

MAX6662的S10、SCLK、CS腳分別與AT89S52的P1．0、P1．1、P1．2腳連接，用于模擬三線SPI總線，以實現傳感器串行數據的傳輸。報警端口OT和ALERT均為漏極開路端，使用時需要接上拉電阻，因此均經過10 kΩ的電阻接地；同時分別連接AT89S52的P3．3和P3．2腳，用于觸發外部中斷，實現報警操作。MAX6662的VCC腳經0．1μF的電容接地，用于濾除干擾。

2．2 傳感器數據的讀取

每次有效的數據傳輸只能使用24個時鐘周期，數據的讀取分為2步(讀取前應首先置CS為低)：

①前8個周期，單片機向傳感器發送讀取寄存器命令，可以讀取傳感器所有寄存器的值。此時為單片機向傳感器串行發送數據，數據在時鐘的上升沿送入傳感器。

②后16個周期，傳感器將寄存器的值串行送入數據線SIO，由單片機接收。此時為單片機接收傳感器的串行數據，數據在時鐘的下降沿送入單片機。即由MAX6662來控制SIO，數據的傳輸開始于第8個時鐘周期的下降沿。

數據讀取程序如下：

程序運行結束后，傳感器送到單片機中的值就會存入變量dat中，以便后面的數據處理使用。

2．3 傳感器數據的寫入

向MAX6662傳感器中寫數據的功能主要是用于配置傳感器或是規定報警溫度值，每次寫入也必須是24個時鐘周期。數據的寫入也分為2步：

①前8個周期完成的操作與數據的讀取相同，命令字各位在時鐘的上升沿送入傳感器。

②后16個周期，主機控制SIO數據線將要寫入的數據一位一位地送入數據線SIO。與讀取數據不同的是，數據的寫入開始于第9個時鐘周期的上升沿，因為主機發送數據時，數據在上升沿時送入傳感器。

寫命令的函數與數據讀取相同，數據寫入程序如下：

本文提出了用單片機3根I／O口線模擬溫度傳感器MAX6662的SPI總線的方法。經實驗驗證，完全可行，并且由于MAX6662用于溫度測量時具有高精度和附加報警功能，因而在需要精確溫度控制和溫度測量等方面也會有廣泛的應用。
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