Selección Estructural de Sensores de Temperatura
Con el avance de la tecnología electrónica, la tecnología de la información se ha convertido gradualmente en la corriente principal en la vida de las personas. Los tres fundamentos de la tecnología de la información moderna son la recopilación de información (es decir, la tecnología de sensores), la transmisión de información (tecnología de la comunicación) y el procesamiento de la información (tecnología informática). Los sensores son productos de última generación en tecnología de la información, especialmente los sensores de temperatura (clasificación de sensores de temperatura). Entonces, ¿qué es un sensor de temperatura? En pocas palabras, un sensor de temperatura se refiere a un sensor que utiliza las leyes de diversas propiedades físicas de la materia para cambiar con la temperatura y convertir la temperatura en electricidad (principio de funcionamiento del sensor de temperatura). Es la parte central del instrumento de medición de temperatura (cómo utilizar el sensor de temperatura).
Desarrollo de sensores de temperatura.
Se están desarrollando nuevos sensores de temperatura en el mundo, desde lo analógico a lo digital, desde la integración hasta la inteligencia y la conexión en red. El desarrollo de sensores de temperatura ha pasado aproximadamente por las siguientes tres etapas:
(1) Sensor de temperatura discreto tradicional (incluido el elemento sensible). El primer sensor de temperatura inteligente lanzado a mediados de la década de 1990 utilizó un convertidor A/D de 8 bits, que tenía una precisión de medición de temperatura baja y una resolución de solo 1°C. Los países extranjeros han introducido sucesivamente una variedad de sensores de temperatura inteligentes de alta precisión y alta resolución, que utilizan convertidores A/D de 9 a 12 bits, y la resolución generalmente puede alcanzar 0,5 a 0,0625 °C.
(2) Simulación de sensor/controlador de temperatura integrado. El sensor de temperatura inteligente de alta resolución DS1624 desarrollado recientemente por DALLAS Semiconductor Company en los Estados Unidos puede generar datos binarios de 13 bits, con una resolución de hasta 0,03125 °C y una precisión de medición de temperatura de ±0,2 °C. Para mejorar la tasa de conversión de los sensores de temperatura inteligentes multicanal, algunos chips también utilizan convertidores A/D de aproximación sucesiva de alta velocidad. Tomando como ejemplo el sensor de temperatura inteligente de 5 canales AD7817, su tiempo de conversión para el sensor local y cada sensor remoto es de solo 27us y 9us respectivamente.
(3) Sensor de temperatura inteligente. Después de ingresar al siglo XXI, los sensores de temperatura inteligentes se están desarrollando rápidamente en direcciones de alta tecnología, como alta precisión, multifunción, estandarización de autobuses, alta confiabilidad y seguridad, desarrollo de sensores virtuales y sensores de red, y desarrollo de medición de temperatura de un solo chip. sistemas. Actualmente también se ha estandarizado y normalizado la tecnología de bus de sensores de temperatura inteligentes. Los buses utilizados incluyen principalmente bus de un solo cable (1-Wire), bus I2C, bus SMBus y bus spI. Como esclavo, el sensor de temperatura puede comunicarse con el host a través de una interfaz de bus dedicada.
Tomemos el sensor de temperatura digital inteligente MAX6625 como ejemplo para presentar en detalle qué es un sensor de temperatura.
Sensor de temperatura digital inteligente estructura MAX6625
El sensor de temperatura digital inteligente MAX6625 incluye principalmente una fuente de voltaje de referencia de banda prohibida y un sensor de temperatura, un convertidor A/D, 5 registros de control (registro de puntero de dirección, registro de datos de temperatura, registro de temperatura de límite superior, registro de temperatura de límite inferior y registro de configuración), temperatura establecida Comparador de puntos, contador de cola de fallas y circuito de interfaz de bus serie I2C, etc. Su diagrama de bloques estructural se muestra en la figura.
Diagrama de estructura del sensor de temperatura MAX6625
Sensor de temperatura digital inteligente Función de pin MAX6625
MAX6625 adopta un paquete miniaturizado SOT23-6, como se muestra en la figura.
Distribución de pines del sensor de temperatura MAX6625
Sus funciones de pin son las siguientes: SDA es una línea de datos bidireccional serial compatible con 12C. SCL es una línea de reloj serie compatible con 12C. ADD es: terminal de configuración de dirección compatible con I2C; 0T es el terminal de salida de alarma de temperatura; Vs es la fuente de alimentación; GND es la conexión a tierra.
Aplicación del sensor de temperatura digital inteligente MAX6625
El MAX6625 se puede utilizar en control de ventiladores, alarmas de temperatura, control de temperatura del sistema y equipos industriales. A continuación se muestran algunos ejemplos de aplicaciones de visualización y monitoreo distribuido de temperatura. Solo se proporciona el circuito de conexión entre el microcontrolador y cuatro MAX6625. Como se muestra abajo.
Conexión entre el microcontrolador y MAX6625
Al aplicar la programación, primero debe configurar el MAX6625 con el microcontrolador de acuerdo con los requisitos del sistema y luego leer el valor del registro de temperatura en el MAX6625.
Programa de configuración para sensor de temperatura digital inteligente MAX6625
En aplicaciones distribuidas de monitoreo o medición de temperatura multipunto, la configuración inicial del MAX6625 incluye seleccionar el MAX6625, escribir datos en el registro de configuración y escribir en los registros de temperatura alta y baja. A continuación se toma el dispositivo 1 como ejemplo de programación. Dado que AT89C51 no tiene una interfaz de bus 12C dedicada, aquí se utiliza la interfaz analógica 12C para la programación.
(1) Procedimiento de escritura del registro de configuración
ESCRIBIR: LCALL START: Generar el bit de inicio
MOV A.#10010000B;MAX6625 dispositivo 1
Dirección.R/W=O
LCALL WRBYT: escribir la dirección del dispositivo
LCALL CACK: Consultar respuesta MAX6625
JB FO, ESCRIBIR; no hay respuesta y reinicia
MOV A, #00000001B; Hay una respuesta
LcALL WRBYT: escribir dirección de registro de configuración
LLAMAR A CACK
JB F0, ESCRIBIR
MOV A, #00010000B: escribir datos del registro de configuración
LLAMAR A WRBYT
LLAMAR A CACK
JB FO, ESCRIBE
LCALL STOP; generar bit de parada
RETIRADO
(2) Procedimientos de escritura para registros de alta y baja temperatura.
WRWEl: LCALL STAlit; generar bit de inicio
MOV A.#10010000B;MAX6625 dispositivo l
Escribe la dirección, R/W=O
LCALL WRBYT: escribir la dirección del dispositivo
LCALL CACK: Consultar respuesta MAX6625
JB F0, WRITEl; no hay respuesta y se reinicia
MOV A.#00000011B;Hay una respuesta
LCALL WRBYT: escribir dirección de registro de alta temperatura
LLAMAR A CACK
JB F0,ESCRIBIR
MOV A, #01010000B; escribir registro de alta temperatura alto
8 bits
LLAMAR A WRBYT
CACK ICAL
JB FO, ESCRITO
MOV A, #00OO000B: Escriba los 8 bits inferiores del registro de alta temperatura
LLAMAR A WRBYT
LLAMAR A CACK
JB F0,ESCRIBIR
PARADA DE LLAMADA
RETIRADO
La programación de registros criogénicos sólo requiere cambiar la dirección y los datos.
Resumir
Los sensores de temperatura se utilizan ampliamente en campos como la producción industrial y agrícola, la investigación científica y la vida diaria, y su número ocupa el primer lugar entre todos los tipos de sensores. Este artículo presenta brevemente el proceso de desarrollo de sensores de temperatura, tomando como ejemplo el sensor de temperatura digital inteligente MAX6625. Se analizan en detalle la estructura, la función del pin, la aplicación y la escritura del programa de configuración del sensor de temperatura.
Desarrollo de sensores de temperatura.
Se están desarrollando nuevos sensores de temperatura en el mundo, desde lo analógico a lo digital, desde la integración hasta la inteligencia y la conexión en red. El desarrollo de sensores de temperatura ha pasado aproximadamente por las siguientes tres etapas:
(1) Sensor de temperatura discreto tradicional (incluido el elemento sensible). El primer sensor de temperatura inteligente lanzado a mediados de la década de 1990 utilizó un convertidor A/D de 8 bits, que tenía una precisión de medición de temperatura baja y una resolución de solo 1°C. Los países extranjeros han introducido sucesivamente una variedad de sensores de temperatura inteligentes de alta precisión y alta resolución, que utilizan convertidores A/D de 9 a 12 bits, y la resolución generalmente puede alcanzar 0,5 a 0,0625 °C.
(2) Simulación de sensor/controlador de temperatura integrado. El sensor de temperatura inteligente de alta resolución DS1624 desarrollado recientemente por DALLAS Semiconductor Company en los Estados Unidos puede generar datos binarios de 13 bits, con una resolución de hasta 0,03125 °C y una precisión de medición de temperatura de ±0,2 °C. Para mejorar la tasa de conversión de los sensores de temperatura inteligentes multicanal, algunos chips también utilizan convertidores A/D de aproximación sucesiva de alta velocidad. Tomando como ejemplo el sensor de temperatura inteligente de 5 canales AD7817, su tiempo de conversión para el sensor local y cada sensor remoto es de solo 27us y 9us respectivamente.
(3) Sensor de temperatura inteligente. Después de ingresar al siglo XXI, los sensores de temperatura inteligentes se están desarrollando rápidamente en direcciones de alta tecnología, como alta precisión, multifunción, estandarización de autobuses, alta confiabilidad y seguridad, desarrollo de sensores virtuales y sensores de red, y desarrollo de medición de temperatura de un solo chip. sistemas. Actualmente también se ha estandarizado y normalizado la tecnología de bus de sensores de temperatura inteligentes. Los buses utilizados incluyen principalmente bus de un solo cable (1-Wire), bus I2C, bus SMBus y bus spI. Como esclavo, el sensor de temperatura puede comunicarse con el host a través de una interfaz de bus dedicada.
Tomemos el sensor de temperatura digital inteligente MAX6625 como ejemplo para presentar en detalle qué es un sensor de temperatura.
Sensor de temperatura digital inteligente estructura MAX6625
El sensor de temperatura digital inteligente MAX6625 incluye principalmente una fuente de voltaje de referencia de banda prohibida y un sensor de temperatura, un convertidor A/D, 5 registros de control (registro de puntero de dirección, registro de datos de temperatura, registro de temperatura de límite superior, registro de temperatura de límite inferior y registro de configuración), temperatura establecida Comparador de puntos, contador de cola de fallas y circuito de interfaz de bus serie I2C, etc. Su diagrama de bloques estructural se muestra en la figura.
Diagrama de estructura del sensor de temperatura MAX6625
Sensor de temperatura digital inteligente Función de pin MAX6625
MAX6625 adopta un paquete miniaturizado SOT23-6, como se muestra en la figura.
Distribución de pines del sensor de temperatura MAX6625
Sus funciones de pin son las siguientes: SDA es una línea de datos bidireccional serial compatible con 12C. SCL es una línea de reloj serie compatible con 12C. ADD es: terminal de configuración de dirección compatible con I2C; 0T es el terminal de salida de alarma de temperatura; Vs es la fuente de alimentación; GND es la conexión a tierra.
Aplicación del sensor de temperatura digital inteligente MAX6625
El MAX6625 se puede utilizar en control de ventiladores, alarmas de temperatura, control de temperatura del sistema y equipos industriales. A continuación se muestran algunos ejemplos de aplicaciones de visualización y monitoreo distribuido de temperatura. Solo se proporciona el circuito de conexión entre el microcontrolador y cuatro MAX6625. Como se muestra abajo.
Conexión entre el microcontrolador y MAX6625
Al aplicar la programación, primero debe configurar el MAX6625 con el microcontrolador de acuerdo con los requisitos del sistema y luego leer el valor del registro de temperatura en el MAX6625.
Programa de configuración para sensor de temperatura digital inteligente MAX6625
En aplicaciones distribuidas de monitoreo o medición de temperatura multipunto, la configuración inicial del MAX6625 incluye seleccionar el MAX6625, escribir datos en el registro de configuración y escribir en los registros de temperatura alta y baja. A continuación se toma el dispositivo 1 como ejemplo de programación. Dado que AT89C51 no tiene una interfaz de bus 12C dedicada, aquí se utiliza la interfaz analógica 12C para la programación.
(1) Procedimiento de escritura del registro de configuración
ESCRIBIR: LCALL START: Generar el bit de inicio
MOV A.#10010000B;MAX6625 dispositivo 1
Dirección.R/W=O
LCALL WRBYT: escribir la dirección del dispositivo
LCALL CACK: Consultar respuesta MAX6625
JB FO, ESCRIBIR; no hay respuesta y reinicia
MOV A, #00000001B; Hay una respuesta
LcALL WRBYT: escribir dirección de registro de configuración
LLAMAR A CACK
JB F0, ESCRIBIR
MOV A, #00010000B: escribir datos del registro de configuración
LLAMAR A WRBYT
LLAMAR A CACK
JB FO, ESCRIBE
LCALL STOP; generar bit de parada
RETIRADO
(2) Procedimientos de escritura para registros de alta y baja temperatura.
WRWEl: LCALL STAlit; generar bit de inicio
MOV A.#10010000B;MAX6625 dispositivo l
Escribe la dirección, R/W=O
LCALL WRBYT: escribir la dirección del dispositivo
LCALL CACK: Consultar respuesta MAX6625
JB F0, WRITEl; no hay respuesta y se reinicia
MOV A.#00000011B;Hay una respuesta
LCALL WRBYT: escribir dirección de registro de alta temperatura
LLAMAR A CACK
JB F0,ESCRIBIR
MOV A, #01010000B; escribir registro de alta temperatura alto
8 bits
LLAMAR A WRBYT
CACK ICAL
JB FO, ESCRITO
MOV A, #00OO000B: Escriba los 8 bits inferiores del registro de alta temperatura
LLAMAR A WRBYT
LLAMAR A CACK
JB F0,ESCRIBIR
PARADA DE LLAMADA
RETIRADO
La programación de registros criogénicos sólo requiere cambiar la dirección y los datos.
Resumir
Los sensores de temperatura se utilizan ampliamente en campos como la producción industrial y agrícola, la investigación científica y la vida diaria, y su número ocupa el primer lugar entre todos los tipos de sensores. Este artículo presenta brevemente el proceso de desarrollo de sensores de temperatura, tomando como ejemplo el sensor de temperatura digital inteligente MAX6625. Se analizan en detalle la estructura, la función del pin, la aplicación y la escritura del programa de configuración del sensor de temperatura.
