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四通道温度－脉宽转换器MAX6691

2016-08-01 01:00 摘要：介绍了美国Ｍａｘｉｍ公司生产的四通道热敏电阻温度－脉宽转换器ＭＡＸ６６９１的特点、工作原理及其典型应用方法，给出了ＭＡＸ６６９１和８０３１单片机的接口连接电路以及相应的温度数据采集程序流程。

１　引言

ＭＡＸ６６９１是美国Ｍａｘｉｍ公司推出的一款新型单线（１－Ｗｉｒｅ）接口四通道热敏电阻温度－脉宽转换器，可用于测量四个外接热敏电阻的温度，并将所测温度值转换成一个ＰＷＭ输出的矩形脉冲序列。每个脉冲的宽度与对应热敏电阻的温度相关。由于该器件采用１－Ｗｉｒｅ接口，它可以在只占用微处理器一个Ｉ／Ｏ端口的条件下测量四个被测量点的温度，因而非常适用于Ｉ／Ｏ端口资源比较紧张的多点分布式温度测量控制系统。

ＭＡＸ６６９１的主要特点如下：

●具有简单的１－Ｗｉｒｅ接口；

●最多可测量四个热敏电阻的温度；

●流过热敏电阻的平均电流很小，因而可减小自身发热所产生的测量误差；

●采用内部基准电压，可使热敏电阻与电源噪声隔离；

●适用于任何温度范围的热敏电阻。

图2 MAX6691温度-脉宽转换时序图

２　ＭＡＸ６６９１的工作原理

ＭＡＸ６６９１采用１０脚μＭＡＸ封装，其引脚说明如表１所列。

表1 MAX6691引脚功能描述

引脚序号名 称

功 能 描 述

1T1外接热敏电阻RT12T2外接热敏电阻RT23T3外接热敏电阻RT34T4外接热敏电阻RT45R-固定电阻REXT低电位端，外接REXT6R 基准电压输出端，外接REXT7GND电源地8N.C.空脚9I/OI/O端口10VCC正电源（3.0V～5.5V）

ＭＡＸ６６９１含有一个漏极开路的Ｉ／Ｏ端口，可以很容易地与各种类型的微处理器Ｉ／Ｏ端口相接。采用ＭＡＸ６６９１测量温度时，首先由微处理器发出一个低电平的转换请求脉冲（≥５μｓ）给ＭＡＸ６６９１，然后释放Ｉ／Ｏ端口。ＭＡＸ６６９１完成温度转换后，会发出一个宽度为１２５μｓ的低电平脉冲给微处理器，以表示数据已准备就绪。此后便可从该脉冲的上升沿开始，依次发出四个ＰＷＭ脉冲，每个脉冲的宽度与对应热敏电阻的温度相关。这样，当微处理器利用内部计数器测出每个脉冲的宽度后，即可直接计算出每个热敏电阻的温度值。

ＭＡＸ６６９１外接的四个热敏电阻ＲＴ１～ＲＴ４中的每一个都依次与固定电阻ＲＥＸＴ构成一个电阻分压器，并由内部基准电压ＶＲＥＦ供电。当微处理器发出测量请求并释放Ｉ／Ｏ端口后，ＭＡＸ６６９１将基准电压ＶＲＥＦ施加于ＲＥＸＴ的Ｒ＋端。由于ＲＥＸＴ的Ｒ－端依次与四个热敏电阻ＲＴ１～ＲＴ４相连接，因此，ＭＡＸ６６９１将依次测量出ＶＲＥＦ和电阻ＲＥＸＴ两端的电压ＶＥＸＴ，同时利用内部的电压－脉宽转换器将电压值转换成不同宽度的脉冲（见图１），然后通过运算得出所测温度。当ＭＡＸ６６９１完成第一个ＶＥＸＴ值（对应于ＲＴ１的温度）的测量后，首先将Ｉ／Ｏ端口电平拉低并保持１２５μｓ，然后保持高电平一段时间ＴＨＩＧＨ１（ＴＨＩＧＨ１与第一个ＶＥＸＴ值成线性关系），接着再保持低电平一段时间ＴＬＯＷ（ＴＬＯＷ与ＶＲＥＦ值也成线性关系）。随后，ＭＡＸ６６９１依次将其它三个热敏电阻的温度数据按照同样的方式发送出去（见图２）。发送完毕后，ＭＡＸ６６９１将Ｉ／Ｏ端口释放为高电平，从而完成一次测量转换过程。其脉冲宽度ＴＨＩＧＨ和ＴＬＯＷ以及电阻ＲＥＸＴ和ＲＴ之间的关系如下：