1 概述
TC77是Microchip公司生產的一款13位串行接口輸出的集成數字溫度傳感器，其溫度數據由熱傳感單元轉換得來。TC77內部含有一個13位ADC，溫度分辨率為0.062 5℃/LSB。在正常工作條件下，靜態(tài)電流為250μA(典型值)。其他設備與TC77的通信由SPI串行總線或Microwire兼容接口實現，該總線可用于連接多個TC77，實現多區(qū)域溫度監(jiān)控，配置寄存器CONFIG中的SHDN位激活低功耗關斷模式，此時電流消耗僅為0.1μA(典型值)。TC77具有體積小巧、低裝配成本和易于操作的特點，是系統(tǒng)熱管理的理想選擇。
2 TC77的內部結構及引腳功能
圖1所示為TC77的內部結構原理圖。TC77由CMOS結型溫度傳感器、帶符號位的13位∑-△A/D轉換器、溫度寄存器、配置寄存器、制造商ID寄存器及三線制串行接口等部分組成。
其引腳定義如下：
SI/O：串行數據引腳
SCK：串行時鐘
Vss：地
CE：片選端(低電平有效)
VDD：電源電壓(6.0 V)
3 TC77的工作原理
數字溫度傳感器TC77從固態(tài)(PN結)傳感器獲得溫度并將其轉換成數字數據。再將轉換后的溫度數字數據存儲在其內部寄存器中，并能在任何時候通過SPI串行總線接口或Microwire兼容接口讀取。TC77有兩種工作模式，即連續(xù)溫度轉換模式和關斷模式。連續(xù)溫度轉換模式用于溫度的連續(xù)測量和轉換，關斷模式用于降低電源電流的功耗敏感型應用。
3.1 TC77的上電與復位
上電或電壓復位時，TC77即處于連續(xù)溫度轉換模式，上電或電壓復位時的第一次有效溫度轉換會持續(xù)大約300 ms，在第一次溫度轉換結束后，溫度寄存器的第2位被置為邏輯“1”，而在第一次溫度轉換期間，溫度寄存器的第2位是被置為邏輯“0”的，因此，可以通過監(jiān)測溫度寄存器第2位的狀態(tài)判斷第一次溫度轉換是否結束。
3.2 TC77的低功耗關斷模式
在得到TC77允許后，主機可將其置為低功耗關斷模式，此時，A/D轉換器被中止，溫度數據寄存器被凍結，但SPI串行總線端口仍然正常運行。通過設置配置寄存器CONFIG中的SHDN位，可將TC77置于低功耗關斷模式：即設置SHDN=0時為正常模式;SHDN=1時為低功耗關斷模式。
3.3 TC77的溫度數據格式
TC77采用13位二進制補碼表示溫度，表1所列是TC77的溫度、二進制碼補碼及十六進制碼之間的關系。表中最低有效位(LSB)為0.062 5 ℃，最后兩個LSB位(即位1和位0)為三態(tài)，表中為“1”。在上電或電壓復位事件后發(fā)生第一次溫度轉換結束時，位2被置為邏輯“1”。
3.4 TC77的串行總線
TC77的串行總線包括片選信號線CE、串行時鐘信號線SCK及串行數據信號線SI/O，遵循SPI或Mi-crowire接口標準協(xié)議。在有多個TC77連接到串行時鐘和串行數據信號線時，CE用于選擇其中的某一個TC77器件，CS為邏輯“0”時，用于寫入器件或從器件中讀出數據的同步;CS為邏輯“1”時，SCK被禁止。CS的下降沿啟動器件間的相互通信，CS的上升沿則停止器件間的相互通信。圖2是對溫度寄存器進行讀操作的時序。
圖3是TC77的多字節(jié)通信操作時序，包括對溫度寄存器的讀操作和對配置寄存器的寫操作。第一組的16個SCK脈沖用于將TC77的溫度數據傳送到微處理器，第二組的16個SCK脈沖用于接收微處理器的指令，以便使TC77進入關斷模式或連續(xù)轉換模式。寫入TC77配置寄存器的數據應為全0或全1，分別與連續(xù)轉換模式或關斷模式相對應，當配置寄存器的C0～C7全為1時為關斷模式，當C0～C7中有一個0被寫入時即變?yōu)檫B續(xù)轉換模式。
