导语:MC74型串行数字温度传感器因其低价、高精度和线性输出而备受青睐。摘要:本文详细介绍了MC74型串行数字温度传感器的特点及其在无线数字温度传感器设计中的应用。文章首先概述了无线传感器系统的构成,并介绍了MC74型集成电路的工作原理及特点,包括其8位数独IP地址、两种封装形式以及低功耗等待模式。随后,文章深入探讨了MC74的工作原理,包括内部结构、数据转换过程以及与主机通信协议。在此基础上,文章展示了如何利用MC74设计无线数字温度传感器,并提供了一段程序代码来说明数据发送过程。此外,本文还讨论了由MC74组成的无线数字温度传感器在实际应用中的可能性。
概述
将普通温测设备与低功耗无线发射和接收装置相结合,便可以形成一套高效且便携性的无线温测系统。如果我们将这个系统连接到互联网,可以进一步构建一个智能化的网络温测系统。在这篇文章中,我们将重点介绍基于安森美公司生产的MC74型8位串行接口集成数字温度传感器(TDS)的一款无线数字温测产品。
MC74特性
图1显示了两个不同尺寸版本的地面散热单元(SOT-23-5)和TO-220F包装。这款TDS具有以下优点:
数字化读数功能,使得用户能够直接获取环境温度信息。
两种不同的封装方式以满足不同需求。
输出为一个8位二进制编码,即可准确表示0°C至125°C之间的大部分范围。
兼容SM总线和I2C标准接口,使得与微控制单元或其他设备进行通信变得简单。
使用固态PN结作为核心检测部件,以提高敏度和耐用性。
精度高,在25°C至85°C时误差不超过±2°C;在0°C至125°C时误差不超过±3°C。
表1列出了各个引脚功能:
| 引脚 | 功能 |
|------|-------|
| VCC | 电源输入 |
| GND | 地地连接 |
| SDA | 双向数据总线信号端口 |
| SCL | 时钟信号端口 |
MC74工作原理
图2展示了该模块内部结构,它通过固态PN结从环境中获得电流变化,然后使用A/D转换技术将这些变化转换为可读取的二进制格式,其分辨率为±1℃。
3.1 减少功耗状态
为了节省能量,当没有请求时,该模块可以进入睡眠模式,只消耗典型值5μA,这使得它非常适合于长时间运行但需频繁监控环境变量的情况下使用。
3.2 SM/I2C地址配置
用户可以选择其中任意一个默认地址1001101或者自定义其他7个地址,以实现多区域监控能力。
3.3 数据交互流程
通过SCLK控制并通过SDA双向通信端口访问该模块。当主机发出开始条件后,一系列16位数据被连续发送,其中包含寄存器编号、写/读标志位,以及要操作或查询之内容。每次访问都以停止条件结束,并伴随应答确认每个字节正确接受。此外,每次对SDA进行改变都必须在SCLK处于低电平时执行,而当SCLK处于高电平时则视作开始或停止条件。
应用案例
4.1 无線數據溫度傳感系統設計
图4显示了一款由PICl2C509AG驱动的小巧环形天波发射者,这是基于标准PICl2C509AG加上433MHzASK调制发生子。RF部分包含晶体振荡、锁相环逻辑、模式控制逻辑及放大器,是物理上独立但逻辑上整合到同一芯片上的元素之一。由于采用的是Manchester编码方法,因此不会出现同步问题,每个比特都会产生同步边界,从而简化处理任务。而发射者的开关按钮允许手动设置状态ID生成测试音频或者启动当前状态ID自动更改。当SWl按下,发射者的代码会根据序列号自动确定当前板载TDS上的I2C地址,从而实现灵活多样的网络拓扑结构搭建。此外,由于支持Internet,无限可能构建出更复杂且远距离协作式网络节点链条,将让我们的生活更加智能化!