TMP03/04型数字温度传感器在温度保护中的应用

文章摘要：微处理器采用每个德州仪器公司（TI）先进的MSP430系列Flash型低功耗16位单片机，该系列单片机具有超低功耗、强大处理能力、丰富的片上外围模块等特点，广泛使用于工业控制中。由前面介绍可知，TMP03/04数字温度传感器输出为占空比随测量温度变化的串行数据，测量温度由公式（1）或公式（2）计算得到。可见温度测量的关键是得到t1和t2的计数值，这两个计数值通过微处理器定时器的捕获功能精确获取，或者通过普通I/O口较准确地获取。下面分别介绍这两种方式的接口电路以及程序设计。 3.1 通过捕获口获取计数值MSP430的Timer_A定时器具有强大的功能，可以支持同时进行的多个铺或/比较功能，每个

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微处理器采用每个德州仪器公司（TI）先进的MSP430系列Flash型低功耗16位单片机，该系列单片机具有超低功耗、强大处理能力、丰富的片上外围模块等特点，广泛使用于工业控制中。

由前面介绍可知，TMP03/04数字温度传感器输出为占空比随测量温度变化的串行数据，测量温度由公式（1）或公式（2）计算得到。可见温度测量的关键是得到t1和t2的计数值，这两个计数值通过微处理器定时器的捕获功能精确获取，或者通过普通I/O口较准确地获取。下面分别介绍这两种方式的接口电路以及程序设计。

3.1 通过捕获口获取计数值

MSP430的Timer_A定时器具有强大的功能，可以支持同时进行的多个铺或/比较功能，每个捕获/比较模块可以独立编程，由比较或捕获外部信号来产生中断，外部信号可以是信号的上升沿、下降沿或所有跳变。

Timer_A定时器时钟源来自内部时钟或外部时钟，可由其内部的寄存器来设置分频，所选最高计数频率必须合适，才能防止计数器t2时间内溢出，可以用公式（3）计算最高计数频率fcpmax：

fcpmax=Nmax/t2max （3）

用16位计数器，N2max=65535，t2max=44ms（对应最高温度+125℃），由公式（3）可得fcpmax=65535/44ms=1.5MHz，MSP430工作频率为8MHz，分频器选择8分频，使定时器工作在1MHz，可以保证计数值不会溢出，精确测量温度。

由于TMP03/04工作在晶闸管功率模块周围，环境比较恶劣，因此，为防止干扰从工作电源地线窜入微处理器。在TMP03/04与微处理器之间加上光电耦合器进行隔离，隔离后的信号加到Timer_A的捕获口P1.2。微处理器判断过温后通过P1.3输出电平驱动相应继电器，切断晶闸管功率模块工作电源以保护电路，具体的电路图如图4所示，程序流程如图5所示。

3.2 通过普通I/O口获取计数值

实际上，在晶闸管功率模块的温度保护电路应用中，对温度测量并不要求很精确，只要求微处理器在散热器温度超过某一个温度值时启动超温报警，而且在一般工业控制中，带捕获功能的I/O口资源十分紧张，因此，通过普通I/O口与TMP03/04连接获取温度值得方法具有相当大的实际应用价值。

该方法接口电路与图4类似，只需要将捕获口P1.2更换成普通的I/O口即可，程序流程图如图6所示。

在程序设计方面，因为t1是固定的，变化的是t2，所以微处理器预设一个超温数值T2，该数值可由公式（4）求得。一旦TMP03/04输入到P5.1上面的低电平的计数值大于该预设值，就启动超温保护。

T2=400t1/max/（235-θ） （4）

其中，t1max=12ms，θ为超温温度值。

4 结束语

实践证明，在晶闸管功率模块温度保护电路中，TMP03/04型数字温度传感器与微处理器的接口以及程序设计都相当简单方便，并且精度较高，抗干扰能力强，能够有效地起到超温保护的作用。

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