MAX6625型溫度傳感器的原理及應(yīng)用

摘  要：MAX6625是美國Maxim公司生產(chǎn)的一種新型智能溫度傳感器。它在風(fēng)扇控制、溫度告警、系統(tǒng)溫度測(cè)量及工業(yè)設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。介紹MAX6625的功能和結(jié)構(gòu)，分析MAX6625的工作原理。給出采用MAX6625進(jìn)行溫度測(cè)控的電路及編程。
關(guān)鍵詞：MAX6625；智能數(shù)字溫度傳感器：12C總線：分布式控制

1 引言
    在系統(tǒng)溫度測(cè)量和控制中,溫度傳感器的選用正從模擬式向數(shù)字式、從集成化向智能化的方向飛速發(fā)展。MAX6625是美國Maxim公司生產(chǎn)的一種新型智能溫度傳感器，它在風(fēng)扇控制、溫度告警、系統(tǒng)溫度測(cè)量及工業(yè)設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。MAX6625將溫度傳感器、9位A／D轉(zhuǎn)換器、可編程溫度界限報(bào)警和I2C總線串行接口集成在同一個(gè)芯片中。MAX6625內(nèi)含9位A/D轉(zhuǎn)換器．可代替LM75。內(nèi)置的VPN引擎來實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)構(gòu)和引腳功能
    MAX6625型智能數(shù)字溫度傳感器主要包括帶隙基準(zhǔn)電壓源及溫度傳感器、A／D轉(zhuǎn)換器、5個(gè)控制寄存器(地址指針寄存器、溫度數(shù)據(jù)寄存器、上限溫度寄存器、下限溫度寄存器和配置寄存器)、設(shè)置溫度點(diǎn)比較器、故障排隊(duì)計(jì)數(shù)器和I2C串行總線接口電路等。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

    MAX6625采用SOT23—6小型化封裝．如圖2所示。

    其引腳功能如下：SDA是12C兼容的串行雙向數(shù)據(jù)線；SCL是12C兼容的串行時(shí)鐘線；ADD是：I2C兼容的地址設(shè)置端；0T是溫度告警輸出端；Vs是電源；GND是電源地。

3 MAX6225的工作原理
    MAX6625通過FC總線接口由主控制器進(jìn)行編程．設(shè)置OT端的告警模式和極性、溫度告警點(diǎn)和讀出測(cè)量溫度數(shù)據(jù)。MAX6625為從器件，支持I2C總線的字節(jié)和字讀，寫操作命令。一條12C總線可接4個(gè)MAX6625．可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)和多點(diǎn)溫度測(cè)量與控制。

3．1 地址選擇
    MAX6625用ADD引腳設(shè)置地址。當(dāng)ADD端連接到GND、Vs、SDA、SCL中的任意一個(gè)引腳時(shí)表示一個(gè)獨(dú)立的地址，分別是1001000B、1001001B、1001010B、100101lB。當(dāng)主控制器訪問MAX6625時(shí)，首先將地址送到12C總線。

3．2 MAX6625的初始設(shè)置
    在進(jìn)行正常工作之前應(yīng)首先設(shè)置好MAX6625OT告警端的工作模式和極性、告警的高溫點(diǎn)和低溫點(diǎn)。這些功能的實(shí)現(xiàn)是由主控制器通過12C總線向MAX6625內(nèi)部的相關(guān)寄存器寫特定的數(shù)據(jù)完成的。下面介紹MAX6625內(nèi)部的5個(gè)寄存器、OT告警工作模式和極性確定及寄存器數(shù)據(jù)的寫入過程。

3．2．1 MAX6625的控制寄存器
    (1)地址指針寄存器
    主控制器通過．I2C總線向地址指針寄存器寫人數(shù)據(jù)．確定其他4個(gè)寄存器之一被選擇。地址指針寄存器的數(shù)據(jù)格式和其他寄存器的選擇如表1所示。當(dāng)Dl、D0=00時(shí)，選擇溫度寄存器；當(dāng)D1、D0=01時(shí)．選擇配置寄存器；當(dāng)D1、DO=10時(shí)，選擇低溫寄存器；當(dāng)Dl、DO=11時(shí)，選擇高溫寄存器。

    (2)溫度寄存器
    MAX6625溫度寄存器的長度是16位。存放最新的溫度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),D15為符號(hào)位。D14~D7為有效數(shù)據(jù)．D6～DO位為0。溫度寄存器中的數(shù)據(jù)是攝氏溫度的補(bǔ)碼。1LSB表示O．5℃。

    (3)高溫，低溫寄存器
    MAX6625高溫，低溫寄存器的長度是16位，其中9位有效數(shù)據(jù)。不用的位填0。數(shù)據(jù)格式與溫度寄存器相同。

    (4)配置寄存器
    配置寄存器是8位的讀/寫寄存器，其數(shù)據(jù)格式和作用如表2所示。其中D7、D6、D5位為000。D4、D3位為故障排隊(duì)深度設(shè)置位，當(dāng)D4、D3=00時(shí)，故障排隊(duì)深度為l：當(dāng)D4、D3=01時(shí)，故障排隊(duì)深度為2：當(dāng)D4、D3=10時(shí)。故障排隊(duì)深度為4；當(dāng)D4、D3=ll時(shí)。故障排隊(duì)深度為6。D2為OT告警極性選擇位。當(dāng)D2=0時(shí)，低電平有效；當(dāng)D2=1時(shí)，高電平有效。D1為比較和中斷模式選擇位，當(dāng)D1=0時(shí)為比較模式：當(dāng)DI=I時(shí)中斷模式。DO為掉電模式控制位。當(dāng)D0=0時(shí)為正常工作；當(dāng)D0=I時(shí)為掉電模式。

3．2．2  OT告警模式與極性
    配置寄存器中的D1數(shù)據(jù)位用來設(shè)置OT端的告警模式。當(dāng)Dl=0時(shí)為比較模式；當(dāng)D1=1時(shí)為中斷模式。在比較模式下，當(dāng)連續(xù)轉(zhuǎn)換超出高溫寄存器中的值(THIGH)的數(shù)目等于故障排隊(duì)深度時(shí)．OT告警。當(dāng)連續(xù)轉(zhuǎn)換低于低溫寄存器中的值(TLOW)的數(shù)目等于故障排隊(duì)值時(shí)，OT告警清除。例如：THIGH設(shè)置為+100℃,其TLOW的設(shè)置為+80℃，故障排隊(duì)深度設(shè)置為4,直到4個(gè)連續(xù)轉(zhuǎn)換超出+100℃時(shí)，OT才告警。當(dāng)4個(gè)連續(xù)轉(zhuǎn)換都低于+80℃時(shí)，OT將退出告警。在中斷模式中，MAX6625的高溫點(diǎn)或低溫點(diǎn)告警是基于前一個(gè)溫度告警。OT端有低溫告警也有高溫告警，確定0T端告警依賴于某一條件。假設(shè)上電后故障告警被清除，MAX6625出現(xiàn)一個(gè)高溫點(diǎn)告警。在高溫點(diǎn)告警之后，MAX6625又出現(xiàn)一個(gè)低溫點(diǎn)告警。在低溫點(diǎn)告警之后，MAX6625出現(xiàn)一個(gè)高溫點(diǎn)告警．高溫點(diǎn)或低溫點(diǎn)告警按一定的節(jié)拍交替。一旦任意一個(gè)故障發(fā)生，它激活的告警是不確定的，直到讀溫度寄存器的操作之后才可斷定。然后對(duì)應(yīng)每一個(gè)故障告警。同樣，任何一個(gè)告警的激活以故障排隊(duì)深度為條件。圖3表示OT端在告警極性為低電平時(shí)的二種告警模式示意圖。在OT告警時(shí)，為防止干擾引起的錯(cuò)誤告警．MAX6625內(nèi)部設(shè)有故障排隊(duì)深度計(jì)數(shù)器，在高溫或低溫告警出現(xiàn)連續(xù)次數(shù)等于編程設(shè)置的故障排隊(duì)深度數(shù)時(shí)才觸發(fā)告警。圖3中的故障深度為4。

3．2．3 寫配置寄存器、高溫寄存器和低溫寄存器
    主控制器向MAX6625配置寄存器寫數(shù)據(jù)的過程是先寫MAX6625地址，再寫配置寄存器地址到指針寄存器．然后寫配置寄存器數(shù)據(jù)，其時(shí)序如圖4所示。高，低溫寄存器的寫時(shí)序與配置寄存器的寫時(shí)序基本相同．但注意高，低溫寄存器是16位數(shù)據(jù)格式。

3．3 讀溫度寄存器
    在簡單的溫度控制中，只需進(jìn)行初始設(shè)置即可。在溫度測(cè)量與顯示應(yīng)用中則需要讀出MAX6625溫度寄存器的當(dāng)前值。其讀取過程是首先選擇要讀的MAX6625，然后選擇讀取的寄存器，在讀寄存器數(shù)據(jù)時(shí)，重寫MAX6625的地址，但R／W位應(yīng)為1。

4 MAX6625的應(yīng)用與編程
    MAX6625可應(yīng)用在風(fēng)扇控制、溫度告警、系統(tǒng)溫度控制和工業(yè)設(shè)備中。這里列舉分布式溫度監(jiān)控與顯示的應(yīng)用實(shí)例．僅給出單片機(jī)與4個(gè)MAX6625的連接電路。如圖5所示。在應(yīng)用編程時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求首先用單片機(jī)設(shè)置MAX6625，其次是讀MAX6625中溫度寄存器的值。

4．1 MAX6625的設(shè)置程序
    在分布式多點(diǎn)溫度測(cè)量或監(jiān)控應(yīng)用中，MAX6625的初始設(shè)置包括MAX6625的選擇、配置寄存器的數(shù)據(jù)寫入及高、低溫寄存器的寫操作。下面以器件1為例進(jìn)行編程。由于AT89C51無專用的12C總線接口．因而這里以模擬12C接口進(jìn)行編程。

    (1)配置寄存器的寫入程序
WRITE：LCALL START ：產(chǎn)生起始位
MOV A．#10010000B；MAX6625器件1
地址．R／W=O
LCALL WRBYT ：寫器件地址
LCALL CACK ：查詢MAX6625應(yīng)答
JB FO，WRITE ；無應(yīng)答重新開始
MOV A，#00000001B；有應(yīng)答
LcALL WRBYT ：寫入配置寄存器地址
LCALL CACK
JB F0，WRITE
MOV A，#00010000B：寫配置寄存器數(shù)據(jù)
LCALL WRBYT
LCALL CACK
JB FO，WRITE
LCALL STOP ；產(chǎn)生停止位
RET

    (2)高，低溫寄存器的寫入程序
WRWEl：LCALL STAlit ；產(chǎn)生起始位
MOV A．#10010000B；MAX6625器件l
的地址寫，R/W=O
LCALL WRBYT ：寫器件地址
LCALL CACK ：查詢MAX6625應(yīng)答
JB F0，WRITEl ；無應(yīng)答重新開始
MOV A．#00000011B；有應(yīng)答
LCALL WRBYT ：寫入高溫寄存器地址
LCALL CACK
JB F0，WRITEl
MOV A，#01010000B；寫高溫寄存器高
8位
LCALL WRBYT
ICALL CACK
JB FO，WRITEl
MOV A,#00OO000B：寫高溫寄存器低8位
LCALL WRBYT
LCALL CACK
JB F0，WRITEl
LCALL STOP
RET
    低溫寄存器的編程設(shè)置只要改變地址和數(shù)據(jù)即可。

4．2 MAX6625的寄存器讀程序
    MAX6625的寄存器讀程序包括溫度寄存器的讀、高，低溫寄存器的讀和配置寄存器的讀。溫度寄存器的讀程序如下：
READ：LCALL sTART
MOV A．#10010000B
IJCALL WRBYT：寫讀MAX6625的地址
LCALL CACK
JB F0，READ
MOV A．#0000000B
LCALL WRBYT ：寫溫度寄存器的地址
LCALL CACK
JB F0，READ
LCALL START
MOV A，#10010001B；R，W=1
LCALL WRBYT ：寫讀MAX6625的地址
LCALL CACK
JB F0，READ
LCALL RDBYT ：讀溫度寄存器高8住
LcALL MACK ：主控制器回答
LCALL RDBYT ：讀溫度寄存器低8位
LCALL MNACK ：主控制器不回答
LCALL STOP
RET

    因篇幅所限．相關(guān)子程序省略。MAX6625智能數(shù)字溫度傳感器可配合各種徽控制器構(gòu)成智能化溫控系統(tǒng)。它還可以脫離微控制器單獨(dú)工作．構(gòu)成一個(gè)溫控儀。