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，包括价格优势、精确度高以及通过SM总线或I2C接口实现的简单通信方式。文章还将探讨该传感器在无线网络中的应用，并提供设计无线数字温度传感器电路的原理及部分程序代码。
概述
将普通温度传感器与低功耗无线技术相结合，便可以构建出便携且实用的无线温度监测系统。如果我们能够将这些系统连接到互联网，我们甚至可以建立一个分布式的温室监控网络。在这篇文章中，我们将重点介绍如何利用MC74型集成数字温度传感器来创建这种类型的无线设备。MC74是一款由安森美公司生产的小巧8位串行接口集成数字温差转换模块，它能够以±1°C的分辨率读取环境温度，并以每秒8次采样速率提供数据。此外，该模块在工作状态下的静态电流为200微安，而待机时仅需5微安。这使得它成为各种热管理系统中理想选择之一。
MC74特性
图1展示了两种不同的封装形式——SOT-23和TO-220。而图2则显示了内部结构，包括固态（PN结）温差转换单元和相关逻辑门。以下是该产品的一些关键特点：
数字化后的环境温度信息。
两种可选封装形式。
输出为8位二进制数。
支持简单SM总线或者I2C兼容串行接口。
具有高精度，在25°C至85°C范围内误差不超过±2°C，在0°C至125°C范围内误差不超过±3°C。
电源供应稳定，可接受从2.7V至5.5V之间的输入电压。
低功耗操作模式，使其适用于需要长时间运行但又要节省能源的情况。
表1列出了各个引脚功能：
MC74工作原理
图2展示了该模块内部结构，其中包含固态（PN结）温差转换单元和一系列逻辑门，这些逻辑门负责处理信号并生成最终输出。此外，该模块具备±1℃分辨率，并能以每秒8次采样的速度进行数据更新。通过主从式配置，可以使用多个这样的模块同时工作，而不会影响性能。此外，当没有活动时，模块会自动进入低功耗等待模式，以减少能耗。
3.1 低功耗等待模式
当主机获得允许后，它可以设置SHDN位，使得MC74进入低功耗状态。在这种情况下，A/D转换被暂停，但仍然保持对SM总线/I2C端口开放，以便于随时恢复正常工作状态。
3.2 SM总线/I2C地址配置
用户可以自定义其他七个地址，每个地址都有一个默认值，即1001101B。如果需要更改，默认值，也很容易实现。
3.3 串行端口操作
通过SCLK作为时钟信号，同时使用SDA双向数据端口，可以控制访问此类设备。在标准协议通信中，每一次访问都必须开始于START条件，然后是一个地址字节，再跟随着零到多个数据字节，最终结束于STOP条件。在整个过程中，对每一组八位数据都会发送ACK确认信号。当SCLK处于高电平时，SDA只能改变一次，因为这个时候它既是开始也可能是停止条件。当SCLK处于低电平时，则不能改变SDA，这保证了正确序列化地读取所有信息。一旦完成，就会返回到初始状态准备下一次访问循环。这意味着只有在最高有效比特之后才能继续读取更多比特，从而形成正确格式化好的二进制表示的一个完整比特流，这对于调试非常重要，因为它直接映射到了物理世界中的实际数量上，比如10代表0℃,11代表+25℃,12代表+50℃依此类推直到FF代表+127℃.
MC74应用
4．1 无線數碼溫度傳感器應用圖4顯示了一個無線數碼溫度傳感器發射端電路原理圖，其中Ul為PIC系列單片機PICl2C509AG,U₂為MC₇₄；發射者則基於PICl₂c509Ag構建，由一個環狀天線驅動，這個天線蚀刻於發射者的電路板上，即由標準のpicl₂c509ag加上一個433MHzASK發射機；picl₂c509agRF部分包含一個晶體振盪子、一個完整锁相环、一套模式控制邏輯及一套輸出放大機從圖四可看見RF部分與Pic微處理部件之間存在著邏輯上的區隔儘管他們共享同一物理包裹通常ASK調製即脈衝寬度調製法交替變化載波振幅這裡使用的是曼徹斯特編碼方法根據曼徹斯特編碼（在一個位時間內點擊高電平轉換為負向並點擊半場轉換為正向），這樣就產生了一種同步位流帶有編碼時鐘信號，不會進行物理轉換，而是在每個位時間點擊進行邏輯轉換當開啟電源後，此設備大多數時間處於休眠狀態以節省能源當運作時，由PicL²c509Ag讀取Mc₇₄通過i²c總線假若環境溫度有所變化新的溫度將會被送出此設備上還有一兩個按鈕這些按鈕用來唤醒設備設定狀態ID生成測試音頻或開始傳送目前溫度與設備開關狀態當按下SW₁時，設備代碼設置自動更改ID同時，因為每塊mc₇₄均具有永久性的i²c地址，這個地址取決於環境監測單元序號，因此設備代碼透過i²c訊號自動決定目前裝載mc₇₄上的i²c地址
4．２ 发送端数据发送程序代码 发射方发出的信息包包含32-bit头部、4-bit同步格式和32-bit数据域 数据域包含8-bit状态ID、8-bittemperature、4-bitsensorType、两个bitsinformationType 和按钮状态，以及16-bit校验码 每次调用发射事件后，这整套信息被连续发送三次 下面是基于mc_7_4 的发送端程序代码：
5 结束语 在成本效益方面，mc_7_4 是一种极佳选择，无论是在电脑硬盘驱动器还是PC周边设备热保护方面，都非常适合。此外，对于那些对准确性要求较为宽松的大量应用来说，它同样是个不可忽视的解决方案。而如果我们能够进一步融入互联网无限资源，那么这些设备组合起来，就能构建起一个强大的分布式温室监控网络，让我们的生活更加智能和舒适。
