Strukturelle von Temperaturfühler
Mit der Weiterentwicklung der elektronischen Technologie ist die Informationstechnologie allmählich zum Mainstream im Leben der Menschen geworden. Die drei Grundlagen der modernen Informationstechnologie sind Informationssammlung (d. h. Sensorik), Informationsübertragung (Kommunikationstechnik) und Informationsverarbeitung (Computertechnik). Sensoren sind Spitzenprodukte der Informationstechnik, insbesondere Temperaturfühler (Klassifizierung der Temperaturfühler). Was ist also ein Temperaturfühler? Einfach ausgedrückt bezieht sich ein Temperaturfühler auf einen Sensor, der die Gesetze verschiedener physikalischer Eigenschaften der Materie nutzt, um sich mit der Temperatur zu ändern und Temperatur in Elektrizität umzuwandeln (Funktionsprinzip des Temperaturfühler). Es ist der Kernbestandteil des Temperaturmessgeräts (wie man den Temperaturfühler verwendet).
Entwicklung von Temperaturfühler
Neue Temperaturfühler auf der Welt entwickeln sich von analog zu digital, von Integration zu Intelligenz und Vernetzung. Die Entwicklung von Temperaturfühler hat grob die folgenden drei Phasen durchlaufen:
(1) Herkömmlicher diskreter Temperatursensor (einschließlich empfindlichem Element). Der erste intelligente Temperatursensor, der Mitte der 1990er Jahre auf den Markt kam, verwendete einen 8-Bit-A/D-Wandler, der eine geringe Temperatur messgenauigkeit und eine Auflösung von nur 1 °C aufwies. Das Ausland hat nach und nach eine Vielzahl hochpräziser, hochauflösender intelligenter Temperatursensoren eingeführt, die 9- bis 12-Bit-A/D-Wandler verwenden und deren Auflösung im Allgemeinen 0,5 bis 0,0625 °C erreichen kann.
(2) Simulation eines integrierten Temperatursensors/-reglers. Der von der DALLAS Semiconductor Company in den USA neu entwickelte hochauflösende intelligente Temperaturfühler DS1624 kann 13-Bit-Binärdaten mit einer Auflösung von bis zu 0,03125 °C und einer Temperaturmessgenauigkeit von ±0,2 °C ausgeben. Um die Umwandlungsrate intelligenter Mehrkanal-Temperatursensoren zu verbessern, verwenden einige Chips auch Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler mit sukzessiver Approximation. Am Beispiel des intelligenten 5-Kanal-Temperatursensors AD7817 beträgt die Konvertierungszeit für den lokalen Sensor und jeden Remote-Sensor nur 27us bzw. 9us.
(3) Intelligenter Temperatursensor. Mit dem Eintritt in das 21. Jahrhundert entwickeln sich intelligente Temperaturfühler rasant in High-Tech-Richtungen wie hohe Präzision, Multifunktion, Bus standardisierung, hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit, Entwicklung virtueller Sensoren und Netzwerksensoren sowie Entwicklung der Einzelchip-Temperaturmessung Systeme. Derzeit ist auch die Bustechnologie intelligenter Temperatursensoren standardisiert und normalisiert. Zu den verwendeten Bussen gehören hauptsächlich Single-Wire-Busse (1-Wire), I2C-Busse, SMBus-Busse und SPI-Busse. Als Slave kann der Temperatursensor über eine dedizierte Busschnittstelle mit dem Host kommunizieren.
Nehmen wir als Beispiel den intelligenten digitalen Temperatursensor MAX6625, um im Detail vorzustellen, was ein Temperatursensor ist.
Intelligenter digitaler Temperaturfühler MAX6625-Struktur
Der intelligente digitale Temperaturfühler MAX6625 umfasst hauptsächlich eine Bandlücken-Referenzspannungsquelle und einen Temperaturfühler, einen A/D-Wandler, 5 Steuerregister (Adresszeigerregister, Temperaturdatenregister, Register für die obere Temperaturgrenze, Register für die untere Temperaturgrenze und Konfigurationsregister) sowie eine eingestellte Temperatur Punktkomparator, Fehlerwarteschlangenzähler und serielle I2C-Busschnittstellenschaltung usw. Das Strukturblockdiagramm ist in der Abbildung dargestellt.
Strukturdiagramm des Temperaturfühler MAX6625
Intelligenter digitaler Temperatursensor MAX6625 Pin-Funktion
MAX6625 verwendet das miniaturisierte SOT23-6-Gehäuse. Wie in der Abbildung gezeigt.
Pinbelegung des Temperaturfühler MAX6625
Seine Pin-Funktionen sind wie folgt: SDA ist eine 12C-kompatible serielle bidirektionale Datenleitung. SCL ist eine 12C-kompatible serielle Taktleitung. ADD ist: I2C-kompatibler Adresseinstellungsanschluss; 0T ist der Temperaturalarm-Ausgangsanschluss; Vs ist die Stromversorgung; GND ist die Stromerde.
Anwendung des intelligenten digitalen Temperatursensor MAX6625
Der MAX6625 kann in der Lüftersteuerung, bei Temperaturalarmen, zur Systemtemperaturregelung und in Industrieanlagen eingesetzt werden. Hier finden Sie einige Anwendungsbeispiele für die dezentrale Temperaturüberwachung und -anzeige. Es wird nur die Verbindungsschaltung zwischen dem Mikrocontroller und vier MAX6625 angegeben. Wie nachfolgend dargestellt.
Verbindung zwischen Mikrocontroller und MAX6625
Bei der Programmierung sollten Sie zunächst den MAX6625 mit dem Mikrocontroller entsprechend den Systemanforderungen einstellen und dann den Wert des Temperaturregisters im MAX6625 auslesen.
Setup-Programm für den intelligenten digitalen Temperatursensor MAX6625
Bei verteilten Mehrpunkt-Temperaturmess- oder Überwachungsanwendungen umfasst die Ersteinrichtung des MAX6625 die Auswahl des MAX6625, das Schreiben von Daten in das Konfigurationsregister und das Schreiben in die Hoch- und Tieftemperaturregister. Im Folgenden wird Gerät 1 als Beispiel für die Programmierung genommen. Da der AT89C51 über keine dedizierte 12C-Bus-Schnittstelle verfügt, wird hier die analoge 12C-Schnittstelle zur Programmierung verwendet.
(1) Verfahren zum Schreiben des Konfigurationsregisters
WRIte: LCALL START: Erzeuge das Startbit
MOV A.#10010000B;MAX6625 Gerät 1
Adresse.R/W=O
LCALL WRBYT: Geräteadresse schreiben
LCALL CACK: MAX6625-Antwort abfragen
JB FO, WRITE; keine Antwort und Neustart
MOV A, #00000001B; Es gibt eine Antwort
LcALL WRBYT: Konfigurationsregisteradresse schreiben
LCALL CACK
JB F0, SCHREIBEN
MOV A, #00010000B: Konfigurationsregisterdaten schreiben
LCALL WRBYT
LCALL CACK
JB FO, SCHREIBEN
LCALL STOP ; Stoppbit erzeugen
RET
(2) Schreibverfahren für Hoch- und Tieftemperaturregister
WRWEl: LCALL STAlit; Startbit generieren
MOV A.#10010000B;MAX6625 Gerät l
Schreiben Sie die Adresse, R/W=O
LCALL WRBYT: Geräteadresse schreiben
LCALL CACK: MAX6625-Antwort abfragen
JB F0, WRITEl; keine Antwort und Neustart
MOV A.#00000011B; Es gibt eine Antwort
LCALL WRBYT: Hochtemperatur-Registeradresse schreiben
LCALL CACK
JB F0,WRITEl
MOV A, #01010000B; Hochtemperaturregister hoch schreiben
8 Bit
LCALL WRBYT
ICAL CACK
JB FO, WRITEl
MOV A, #00OO000B: Schreiben Sie die unteren 8 Bits des Hochtemperaturregisters
LCALL WRBYT
LCALL CACK
JB F0,WRITEl
LCALL STOP
RET
Die Programmierung von Kryoregistern erfordert lediglich eine Änderung der Adresse und Daten.
Zusammenfassen
Temperatursensor werden häufig in Bereichen wie der industriellen und landwirtschaftlichen Produktion, der wissenschaftlichen Forschung und dem täglichen Leben eingesetzt und stehen in ihrer Anzahl unter allen Arten von Sensoren an erster Stelle. In diesem Artikel wird der Entwicklungsprozess von Temperatursensor am Beispiel des intelligenten digitalen Temperatursensor MAX6625 kurz vorgestellt. Der Aufbau, die Pin-Funktion, die Anwendung und das Schreiben des Einstellungsprogramms des Temperatursensor werden detailliert analysiert.
Entwicklung von Temperaturfühler
Neue Temperaturfühler auf der Welt entwickeln sich von analog zu digital, von Integration zu Intelligenz und Vernetzung. Die Entwicklung von Temperaturfühler hat grob die folgenden drei Phasen durchlaufen:
(1) Herkömmlicher diskreter Temperatursensor (einschließlich empfindlichem Element). Der erste intelligente Temperatursensor, der Mitte der 1990er Jahre auf den Markt kam, verwendete einen 8-Bit-A/D-Wandler, der eine geringe Temperatur messgenauigkeit und eine Auflösung von nur 1 °C aufwies. Das Ausland hat nach und nach eine Vielzahl hochpräziser, hochauflösender intelligenter Temperatursensoren eingeführt, die 9- bis 12-Bit-A/D-Wandler verwenden und deren Auflösung im Allgemeinen 0,5 bis 0,0625 °C erreichen kann.
(2) Simulation eines integrierten Temperatursensors/-reglers. Der von der DALLAS Semiconductor Company in den USA neu entwickelte hochauflösende intelligente Temperaturfühler DS1624 kann 13-Bit-Binärdaten mit einer Auflösung von bis zu 0,03125 °C und einer Temperaturmessgenauigkeit von ±0,2 °C ausgeben. Um die Umwandlungsrate intelligenter Mehrkanal-Temperatursensoren zu verbessern, verwenden einige Chips auch Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler mit sukzessiver Approximation. Am Beispiel des intelligenten 5-Kanal-Temperatursensors AD7817 beträgt die Konvertierungszeit für den lokalen Sensor und jeden Remote-Sensor nur 27us bzw. 9us.
(3) Intelligenter Temperatursensor. Mit dem Eintritt in das 21. Jahrhundert entwickeln sich intelligente Temperaturfühler rasant in High-Tech-Richtungen wie hohe Präzision, Multifunktion, Bus standardisierung, hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit, Entwicklung virtueller Sensoren und Netzwerksensoren sowie Entwicklung der Einzelchip-Temperaturmessung Systeme. Derzeit ist auch die Bustechnologie intelligenter Temperatursensoren standardisiert und normalisiert. Zu den verwendeten Bussen gehören hauptsächlich Single-Wire-Busse (1-Wire), I2C-Busse, SMBus-Busse und SPI-Busse. Als Slave kann der Temperatursensor über eine dedizierte Busschnittstelle mit dem Host kommunizieren.
Nehmen wir als Beispiel den intelligenten digitalen Temperatursensor MAX6625, um im Detail vorzustellen, was ein Temperatursensor ist.
Intelligenter digitaler Temperaturfühler MAX6625-Struktur
Der intelligente digitale Temperaturfühler MAX6625 umfasst hauptsächlich eine Bandlücken-Referenzspannungsquelle und einen Temperaturfühler, einen A/D-Wandler, 5 Steuerregister (Adresszeigerregister, Temperaturdatenregister, Register für die obere Temperaturgrenze, Register für die untere Temperaturgrenze und Konfigurationsregister) sowie eine eingestellte Temperatur Punktkomparator, Fehlerwarteschlangenzähler und serielle I2C-Busschnittstellenschaltung usw. Das Strukturblockdiagramm ist in der Abbildung dargestellt.
Strukturdiagramm des Temperaturfühler MAX6625
Intelligenter digitaler Temperatursensor MAX6625 Pin-Funktion
MAX6625 verwendet das miniaturisierte SOT23-6-Gehäuse. Wie in der Abbildung gezeigt.
Pinbelegung des Temperaturfühler MAX6625
Seine Pin-Funktionen sind wie folgt: SDA ist eine 12C-kompatible serielle bidirektionale Datenleitung. SCL ist eine 12C-kompatible serielle Taktleitung. ADD ist: I2C-kompatibler Adresseinstellungsanschluss; 0T ist der Temperaturalarm-Ausgangsanschluss; Vs ist die Stromversorgung; GND ist die Stromerde.
Anwendung des intelligenten digitalen Temperatursensor MAX6625
Der MAX6625 kann in der Lüftersteuerung, bei Temperaturalarmen, zur Systemtemperaturregelung und in Industrieanlagen eingesetzt werden. Hier finden Sie einige Anwendungsbeispiele für die dezentrale Temperaturüberwachung und -anzeige. Es wird nur die Verbindungsschaltung zwischen dem Mikrocontroller und vier MAX6625 angegeben. Wie nachfolgend dargestellt.
Verbindung zwischen Mikrocontroller und MAX6625
Bei der Programmierung sollten Sie zunächst den MAX6625 mit dem Mikrocontroller entsprechend den Systemanforderungen einstellen und dann den Wert des Temperaturregisters im MAX6625 auslesen.
Setup-Programm für den intelligenten digitalen Temperatursensor MAX6625
Bei verteilten Mehrpunkt-Temperaturmess- oder Überwachungsanwendungen umfasst die Ersteinrichtung des MAX6625 die Auswahl des MAX6625, das Schreiben von Daten in das Konfigurationsregister und das Schreiben in die Hoch- und Tieftemperaturregister. Im Folgenden wird Gerät 1 als Beispiel für die Programmierung genommen. Da der AT89C51 über keine dedizierte 12C-Bus-Schnittstelle verfügt, wird hier die analoge 12C-Schnittstelle zur Programmierung verwendet.
(1) Verfahren zum Schreiben des Konfigurationsregisters
WRIte: LCALL START: Erzeuge das Startbit
MOV A.#10010000B;MAX6625 Gerät 1
Adresse.R/W=O
LCALL WRBYT: Geräteadresse schreiben
LCALL CACK: MAX6625-Antwort abfragen
JB FO, WRITE; keine Antwort und Neustart
MOV A, #00000001B; Es gibt eine Antwort
LcALL WRBYT: Konfigurationsregisteradresse schreiben
LCALL CACK
JB F0, SCHREIBEN
MOV A, #00010000B: Konfigurationsregisterdaten schreiben
LCALL WRBYT
LCALL CACK
JB FO, SCHREIBEN
LCALL STOP ; Stoppbit erzeugen
RET
(2) Schreibverfahren für Hoch- und Tieftemperaturregister
WRWEl: LCALL STAlit; Startbit generieren
MOV A.#10010000B;MAX6625 Gerät l
Schreiben Sie die Adresse, R/W=O
LCALL WRBYT: Geräteadresse schreiben
LCALL CACK: MAX6625-Antwort abfragen
JB F0, WRITEl; keine Antwort und Neustart
MOV A.#00000011B; Es gibt eine Antwort
LCALL WRBYT: Hochtemperatur-Registeradresse schreiben
LCALL CACK
JB F0,WRITEl
MOV A, #01010000B; Hochtemperaturregister hoch schreiben
8 Bit
LCALL WRBYT
ICAL CACK
JB FO, WRITEl
MOV A, #00OO000B: Schreiben Sie die unteren 8 Bits des Hochtemperaturregisters
LCALL WRBYT
LCALL CACK
JB F0,WRITEl
LCALL STOP
RET
Die Programmierung von Kryoregistern erfordert lediglich eine Änderung der Adresse und Daten.
Zusammenfassen
Temperatursensor werden häufig in Bereichen wie der industriellen und landwirtschaftlichen Produktion, der wissenschaftlichen Forschung und dem täglichen Leben eingesetzt und stehen in ihrer Anzahl unter allen Arten von Sensoren an erster Stelle. In diesem Artikel wird der Entwicklungsprozess von Temperatursensor am Beispiel des intelligenten digitalen Temperatursensor MAX6625 kurz vorgestellt. Der Aufbau, die Pin-Funktion, die Anwendung und das Schreiben des Einstellungsprogramms des Temperatursensor werden detailliert analysiert.
