中心議題：

• 數字溫度傳感器選擇規範

解決方案：

• 主要規範包括精度
  
  、分辨率、功耗、接口和封裝

weileshixianzuijiaxingnengbingquebaoxitongwenjianxing，jiubixuyaojinxingxitongjiankongceliang。qizhongyigebixudedianxingceliangxiangmujiushihuanjingwendu。shiyongjiandandeshuziwenduchuanganqijinxinggaiceliangjiangweixitongshejirenyuantigongruxiabaozheng：組件正常工作，係統處於其性能或校準限值範圍內，不會使用戶遇到危險。

測量結束後，通常由係統中的微控製器對環境溫度進行相應調整。係統監控微控製器可以改變風扇速度
、guanbifeibiyaoxitongjinchenghuoshixitongzhinengjinrushengdianmoshi。xitongshejirenyuanxuquanmianzhengquedilejieshuziwenduchuanganqiguifanyishejixitong，bingjiuceliangjieguocaiquzuijiacuoshi。lingwai
，quanmianlejiechuanganqiguifanjiangquebaozaixuanzeshuziwenduchuanganqiqijianshi，kezuodaoquanhengdedang。

當選擇數字溫度傳感器的（也稱作串行輸出溫度傳感器）時侯，應考慮的主要規範包括：精度
、分辨率
、功耗、接口和封裝。

                                    
                                                 圖1數字溫度傳感器總體結構圖

精度

數shu字zi溫wen度du傳chuan感gan器qi精jing度du表biao示shi傳chuan感gan器qi讀du數shu和he係xi統tong實shi際ji溫wen度du之zhi間jian的de誤wu差cha。在zai產chan品pin說shuo明ming書shu中zhong
，精jing度du指zhi標biao和he溫wen度du範fan圍wei相xiang對dui應ying。通tong常chang針zhen對dui不bu同tong溫wen度du範fan圍wei

，有you數shu個ge最zui高gao精jing度du指zhi標biao。對dui於yu-25～+100℃溫度範圍來說，±2℃精度是很常見的。AnalogDevice公司的ADT75

、Maxim公司的DS75、National公司的LM75以及TI的TMP75均具有這種精度節點。但是，還有更高精度的器件。例如，TI的TMP275在20～100℃溫度範圍內的精度為±0.5℃。

                                              

                                                圖2TMP275溫度誤差與溫度對應關係的典型性能曲線[page]

雖sui然ran溫wen度du精jing度du指zhi標biao是shi非fei常chang重zhong要yao的de，然ran而er對dui係xi統tong監jian控kong應ying用yong來lai說shuo，它ta並bing非fei一yi定ding是shi最zui為wei關guan鍵jian的de因yin素su。這zhe些xie應ying用yong更geng重zhong視shi檢jian測ce溫wen度du變bian化hua，而er不bu是shi確que定ding溫wen度du絕jue對dui值zhi。

分辨率

shuziwenduchuanganqifenbianlvshimiaoshuchuanganqikejiancewendubianhuaxiweichengdudezhibiao。jichengyufengzhuangxinpiandewenduchuanganqibenshenjiushiyizhongmonichuanganqi。yincisuoyoushuziwenduchuanganqijunyouyigemoshuzhuanhuanqi(ADC)。ADC分辨率將決定器件的總體分辨率
，分辨率越高，可檢測到的溫度變化就越細微。

在zai產chan品pin說shuo明ming書shu中zhong，分fen辨bian率lv是shi采cai用yong位wei數shu和he攝she氏shi溫wen度du值zhi來lai表biao示shi的de。當dang采cai用yong位wei數shu來lai考kao慮lv分fen辨bian率lv時shi
，必bi須xu多duo加jia注zhu意yi
，因yin為wei該gai值zhi可ke能neng包bao括kuo符fu號hao位wei，也ye可ke能neng不bu包bao括kuo符fu號hao位wei。此ci外wai

，該gai器qi件jian的de內nei部bu電dian路lu可ke能neng以yi不bu同tong於yu傳chuan感gan器qi總zong體ti溫wen度du範fan圍wei的de值zhi
，來lai確que定ding內nei部buADC的滿量程範圍。以攝氏度來表示的分辨率是一種更直接分辨率值
，采用該數值可進行設計分析。

現有器件的分辨率從1℃到0.03125℃不等。National公司的LM75通常是一種9位溫度傳感器。關於前一點，LM75的全工作範圍是-55～+125℃。因此您可能希望分辨率是0.352℃。實際上
，該分辨率被規定為0.5℃。TI的TMP102通常是12位器件，其分辨率為0.0625℃。即使環境溫度發生微小變化其也會提醒微控製器采取相應的措施。

功耗

daduoshuxitongshejirenyuandoufeichangguanxinxitongdezonggonghao，dianchigongdianxitongyouweiruci。duiyuzhexieyingyonglingyushiyongdeshuziwenduchuanganqilaishuo，guidinggonghaobixuzaizhenggexitonggonglvyusuanyixia。xianzaishichangshangdexuduoshuziwenduchuanganqichuyugongzuozhuangtaishi，jinxiaohaoweiandianliu。shichangshanghaiyouyixiejuyouduandianyinjiaohuoduandianjicunqigongnengdeqitaqijian。tamenzaiduandianzhuangtaixiadehaodiankenengyuanbudao1mA。

因為係統監控活動通常是非連續的，因此設計人員可充分利用“單觸發”模式的優勢（該模式也是一些數字溫度傳感器的功能之一）。在“單觸發”模式中，該器件的上電時間剛好完成測量，接著隨即恢複斷電模式。利用這種功能
，時間平均耗電量可降至最低。

National公司的LM70數字溫度傳感器就是一款采用斷電寄存器的中等低功耗器件。運行狀態下的最大靜態電流指標是490μA
，但當該器件進入關機模式時，電流消耗通常降至12μA。TI的TMP102采用了“單觸發”模式
，因此設計人員可輕鬆地使該器件處於斷電狀態，其電流消耗通常低於1μA。即使處於工作狀態時，該器件也僅消耗10μA靜態電流。

考慮係統功耗時，另一個因素是數字溫度傳感器的電源電壓要求。大多數溫度傳感器的性能指標要求的供電電壓範圍為2.7～5.5V。有幾款器件（如Maxim公司的DS75LX）則專門適於低電壓應用，其規範要求的電壓範圍是1.7V～3.7V。TMP102的性能要求電壓可低至1.4V。

接口

大多數數字溫度傳感器都具有下列兩種接口中的一種：I2C或SPI。I2C接口是一種兩線總線
，可用於與監控器件進行通信的多種係統。它通常以400kb/s的速度運行，但如果采用有源終端電路，則可以3.4Mb/s的速度運行。該總線要求單線具有上拉電阻
，這使材料清單成本增加很小。

利用溫度傳感器器件上的引腳可將多個傳感器裝在同一條總線上。一些器件可在出廠時擁有不同的地址，便於通過一台I2C主控製器來控製數個相同的器件。當需要在係統內若幹個點進行溫度測量時
，其作用就顯現出來了。

SPI是一種三線或四線接口
，具體情況視器件間需要單向通信還是雙向通信而定。SPI不支持器件尋址
，因此係統內的每個器件都必須擁有與之相連的專門數字線路。來自主係統的這條專線路被稱作芯片選擇、芯片使能或從屬選擇
，它支持主係統與每個器件進行單獨通信。

市場上現有的幾款數字溫度傳感器采用單線接口。這種由Maxim公司最早推出的接口通常被稱作“單線”接口。器件
、溫度傳感器等使用局限性限製了這種接口的應用。Maxim公司的DS18B20就是一款利用“單線”接口的典型數字溫度傳感器。

封裝

數字溫度傳感器廠商提供了多種封裝選擇
，以方便係統設計人員可隨時找到適於其係統空間限製的封裝。現有封裝類型從8引腳SOIC到芯片級封裝(CSP)。當尺寸限製不是係統設計的主要因素時，較大封裝當然是合適的。

CSP更適於空間有限的應用（如手機），但在生產方麵可能存在困難。新上市的器件為采用SOT563封裝的器件係列（如TMP102）。它們在實際尺寸方麵和CSP相似，甚至高度或Z尺寸方麵也很相似。但因其是封裝的有引線器件，因此它們在生產環境中更穩健。

在zai規gui定ding限xian值zhi內nei運yun行xing單dan個ge組zu件jian是shi先xian進jin係xi統tong設she計ji的de部bu分fen要yao求qiu。要yao使shi高gao度du集ji成cheng的de先xian進jin係xi統tong始shi終zhong保bao持chi最zui佳jia運yun行xing需xu要yao進jin行xing係xi統tong監jian控kong。具ju體ti來lai說shuo，監jian控kong並bing維wei持chi最zui佳jia係xi統tong溫wen度du將jiang決jue定ding係xi統tong是shi否fou能neng保bao持chi穩wen定ding。係xi統tong臨lin界jie溫wen度du測ce量liang首shou先xian從cong選xuan擇ze正zheng確que的de數shu字zi溫wen度du傳chuan感gan器qi開kai始shi。隻zhi要yao從cong精jing度du、分辨率
、功耗、接口和封裝要求考慮

，大多數的應用均可以找到比較合適的數字溫度傳感器。