摘要：介紹了美國(guó)Ｍａｘｉｍ公司生產(chǎn)的四通道熱敏電阻溫度－脈寬轉(zhuǎn)換器ＭＡＸ６６９１的特點(diǎn)、工作原理及其典型應(yīng)用方法，給出了ＭＡＸ６６９１和８０３１單片機(jī)的接口連接電路以及相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)采集程序流程。

    關(guān)鍵詞：溫度傳感器；溫度檢測(cè)；ＭＡＸ６６９１

１　引言

ＭＡＸ６６９１是美國(guó)Ｍａｘｉｍ公司推出的一款新型單線（１－Ｗｉｒｅ）接口四通道熱敏電阻溫度－脈寬轉(zhuǎn)換器，可用于測(cè)量四個(gè)外接熱敏電阻的溫度，并將所測(cè)溫度值轉(zhuǎn)換成一個(gè)ＰＷＭ輸出的矩形脈沖序列。每個(gè)脈沖的寬度與對(duì)應(yīng)熱敏電阻的溫度相關(guān)。由于該器件采用１－Ｗｉｒｅ接口，它可以在只占用微處理器一個(gè)Ｉ／Ｏ端口的條件下測(cè)量四個(gè)被測(cè)量點(diǎn)的溫度，因而非常適用于Ｉ／Ｏ端口資源比較緊張的多點(diǎn)分布式溫度測(cè)量控制系統(tǒng)。

ＭＡＸ６６９１的主要特點(diǎn)如下：

●具有簡(jiǎn)單的１－Ｗｉｒｅ接口；

●最多可測(cè)量四個(gè)熱敏電阻的溫度；

●流過(guò)熱敏電阻的平均電流很小，因而可減小自身發(fā)熱所產(chǎn)生的測(cè)量誤差；

●采用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，可使熱敏電阻與電源噪聲隔離；

●適用于任何溫度范圍的熱敏電阻。

圖2 MAX6691溫度-脈寬轉(zhuǎn)換時(shí)序圖

２　ＭＡＸ６６９１的工作原理

ＭＡＸ６６９１采用１０腳μＭＡＸ封裝，其引腳說(shuō)明如表１所列。

表1 MAX6691引腳功能描述

引腳序號(hào)	名  稱	功  能  描  述
1	T1	外接熱敏電阻RT1
2	T2	外接熱敏電阻RT2
3	T3	外接熱敏電阻RT3
4	T4	外接熱敏電阻RT4
5	R-	固定電阻REXT低電位端，外接REXT
6	R+	基準(zhǔn)電壓輸出端，外接REXT
7	GND	電源地
8	N.C.	空腳
9	I/O	I/O端口
10	VCC	正電源（3.0V～5.5V）

ＭＡＸ６６９１含有一個(gè)漏極開(kāi)路的Ｉ／Ｏ端口，可以很容易地與各種類型的微處理器Ｉ／Ｏ端口相接。采用ＭＡＸ６６９１測(cè)量溫度時(shí)，首先由微處理器發(fā)出一個(gè)低電平的轉(zhuǎn)換請(qǐng)求脈沖（≥５μｓ）給ＭＡＸ６６９１，然后釋放Ｉ／Ｏ端口。ＭＡＸ６６９１完成溫度轉(zhuǎn)換后，會(huì)發(fā)出一個(gè)寬度為１２５μｓ的低電平脈沖給微處理器，以表示數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備就緒。此后便可從該脈沖的上升沿開(kāi)始，依次發(fā)出四個(gè)ＰＷＭ脈沖，每個(gè)脈沖的寬度與對(duì)應(yīng)熱敏電阻的溫度相關(guān)。這樣，當(dāng)微處理器利用內(nèi)部計(jì)數(shù)器測(cè)出每個(gè)脈沖的寬度后，即可直接計(jì)算出每個(gè)熱敏電阻的溫度值。

ＭＡＸ６６９１外接的四個(gè)熱敏電阻ＲＴ１～ＲＴ４中的每一個(gè)都依次與固定電阻ＲＥＸＴ構(gòu)成一個(gè)電阻分壓器，并由內(nèi)部基準(zhǔn)電壓ＶＲＥＦ供電。當(dāng)微處理器發(fā)出測(cè)量請(qǐng)求并釋放Ｉ／Ｏ端口后，ＭＡＸ６６９１將基準(zhǔn)電壓ＶＲＥＦ施加于ＲＥＸＴ的Ｒ＋端。由于ＲＥＸＴ的Ｒ－端依次與四個(gè)熱敏電阻ＲＴ１～ＲＴ４相連接，因此，ＭＡＸ６６９１將依次測(cè)量出ＶＲＥＦ和電阻ＲＥＸＴ兩端的電壓ＶＥＸＴ，同時(shí)利用內(nèi)部的電壓－脈寬轉(zhuǎn)換器將電壓值轉(zhuǎn)換成不同寬度的脈沖（見(jiàn)圖１），然后通過(guò)運(yùn)算得出所測(cè)溫度。當(dāng)ＭＡＸ６６９１完成第一個(gè)ＶＥＸＴ值（對(duì)應(yīng)于ＲＴ１的溫度）的測(cè)量后，首先將Ｉ／Ｏ端口電平拉低并保持１２５μｓ，然后保持高電平一段時(shí)間ＴＨＩＧＨ１（ＴＨＩＧＨ１與第一個(gè)ＶＥＸＴ值成線性關(guān)系），接著再保持低電平一段時(shí)間ＴＬＯＷ（ＴＬＯＷ與ＶＲＥＦ值也成線性關(guān)系）。隨后，ＭＡＸ６６９１依次將其它三個(gè)熱敏電阻的溫度數(shù)據(jù)按照同樣的方式發(fā)送出去（見(jiàn)圖２）。發(fā)送完畢后，ＭＡＸ６６９１將Ｉ／Ｏ端口釋放為高電平，從而完成一次測(cè)量轉(zhuǎn)換過(guò)程。其脈沖寬度ＴＨＩＧＨ和ＴＬＯＷ以及電阻ＲＥＸＴ和ＲＴ之間的關(guān)系如下：

ＴＨＩＧＨ／ＴＬＯＷ＝ＶＥＸＴ／ＶＲＥＦ－０．０００２＝[ＲＥＸＴ／(ＲＥＸＴ＋ＲＴ?)]－０．０００２

電壓ＶＥＸＴ與熱敏電阻溫度之間的關(guān)系取決于固定電阻ＲＥＸＴ和熱敏電阻的性質(zhì)。如果熱敏電阻阻值ＲＴ和溫度之間的關(guān)系已知，微處理器就可以利用內(nèi)部計(jì)數(shù)器，并通過(guò)測(cè)量ＴＨＩＧＨ和ＴＬＯＷ的寬度來(lái)確定熱敏電阻的溫度。

在每次測(cè)量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，ＭＡＸ６６９１會(huì)向Ｉ／Ｏ端口發(fā)出四個(gè)脈沖。如果某個(gè)熱敏電阻對(duì)地開(kāi)路或短路，那么，它所對(duì)應(yīng)的脈沖將是一個(gè)窄脈沖（ＴＨＩＧＨ≤０．０５ＴＬＯＷ）。

３?。停粒兀叮叮梗钡牡湫蛻?yīng)用

圖３所示為ＭＡＸ６６９１在單片機(jī)測(cè)溫系統(tǒng)中的一個(gè)典型應(yīng)用電路。該電路中，溫度數(shù)據(jù)的采集采用外部中斷方式，并由單片機(jī)從Ｐ１．０口發(fā)出轉(zhuǎn)換請(qǐng)求脈沖，以開(kāi)放外部中斷０，當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒且脈沖的下跳沿到來(lái)時(shí)，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。其相應(yīng)的中斷服務(wù)程序流程圖如圖４所示。

４　結(jié)束語(yǔ)

ＭＡＸ６６９１由于采用了單線接口技術(shù)，所以非常適合端口資源緊張的應(yīng)用場(chǎng)合。但由于溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長(zhǎng)，所以不適合于實(shí)時(shí)性要求比較高的應(yīng)用場(chǎng)合。設(shè)計(jì)者在考慮設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)注意到這一點(diǎn)。