近年来跟着各种无线通讯技能以及其他相关技能的日趋老练．家庭环境监控体系得到了越来越广泛的使用。在家庭环境监控体系中，各个节点置于家庭中的不同方位，实时监测各点的情况，并及时上传到监控中心。节点的要害部件包含传感器，在家庭环境监控体系中很多使用了温度传感器。
借助于温度传感器，家庭环境监控体系能够监测家庭环境、家用电器和某特别点的温度，然后根据丈量的数据进行有用的操控，然后到达节省能源、保证安全和改进人们起居条件的意图。本文以数字式温度传感器TMP275为例，介绍温度传感器在家庭环境监控中的使用。
1、TMP275简介
TMP275是TI公司于2006年推出的一款低功耗数字输出温度传感器。其精确度达±0.5℃，适用于环境、通讯、计算机、消费类、工业以及外表使用等多个范畴的温度丈量。
TMP275的高度精确性可使散热与电源办理愈加高效，而其低功耗能够延伸电池使用寿命并最小化自加热（self-heaTIng）。在-20℃～+100℃规模内，TMP275的精确度为±0.5℃（最大值）。其双线串行接口与I2C相兼容。芯片选用细巧的8引脚MSOP封装。该器材的其他特性包含：50μA低电流、9至12位可编程分辨率、0.1μA关机电流形式、整个温度规模内超卓的稳定性，以及-40℃～+125℃的广泛作业温度规模。别的，该器材还答应多达8个不同地址，以完成接口总线规划的高灵活性。TMP275的引脚摆放如图1所示。
2、TMP275硬件规划
TMP275的两线串行接口（引脚SCL、SDA）与I2C总线接口兼容，能够直接与其相连，然后大大降低了规划难度。当丈量温度超越用户设定的最高温度或低于最低温度时，引脚ALERT输出高电平或低电平（能够经过装备寄存器来完成）。上述3个引脚在实践衔接中需求上拉电阻。引脚A0、A1、A2能够接地或高电平，用于决议芯片的器什地址（有8个）。TMP275的外围电路原理图如图2所示。
3、TMP275的基本原理
TMP275的功用完成和作业方法首要由内部的5个寄存器来承认，分别是：指针寄存器（pointer register）、温度寄存器（temperature register）、装备寄存器（configura-TIon register）、上限温度寄存器（THIGH register）和下限温度寄存器（TLOW register）。TMP275的内部寄存器结构如图3所示。
TMP275的作业方法首要经过装备寄存器来完成。装备寄存器的数据格式如下：
各数据位的详细阐明如下：
SD 设置器材是否作业在关断形式。SD为1时为关断形式，SD为0时为正常形式（包含比较形式和中止形式）。
TM 设置器材作业在比较形式仍是中止形式。TM为1时作业在中止形式，TM为0时作业在比较形式。
POL ALERT极性位。经过POL的设置，能够使操控器和ALERT输出极性共同。
F1／F0 过错行列装备位。只要温度接连超限n次后，报警才会输出。参数n由F1和F0来设置，设置过错行列的意图是避免环境噪声对报警输出的影响。详细装备参数如表1所列。
R1／R0 温度传感器分辨率装备位。经过对其装备，能够操控温度传感器的转化分辨率，一起也能够操控时刻；分辨率越高，转化时刻越长。详细装备参数如表2所列。
OS 在关断形式下，向该位写1，能够敞开一次温度转化；在温度比较形式下，该数据位能够供给比较形式的状况。
4、TMP275的作业方法与串行接口
4.1 作业方法
正常作业方法下，当所收集的温度在上下限温度之外时，TMP275会根据装备寄存器中的TM状况来决议器材是作业在比较形式仍是中止形式。当器材作业在比较形式，且所收集的温度接连n次（参数n为由F0、F1决议的接连过错数）等于或大于THIGH时，比较器激活ALERT告警输出，提示主机当时作业温度不正常；只要当温度接连n次低于TLOW时，ALERT信号才康复正常。正常作业时，默许方法为比较形式。当器材作业在中止形式，且所收集的温度接连n次在上下限温度之外时，比较器都会激活ALERT报警输出；只要在对寄存器进行操作或许器材在关断形式下时，ALERT信号才会康复正常，此种形式下能够进行体系的耐温测验。
别的，器材还有节能的关断形式。假如挑选该形式，当时的温度转化结束后，器材会主动关断，此刻电流耗费只要1μA。只要向装备寄存器的OS位写1，才干够敞开下一次温度转化。该形式由装备寄存器的SD数据位来设定。
4.2 串行接口
TMP275的两线数据线SDA和时钟线SCL兼容I2C协议，并且只能作为从器材。它支撑快速形式（1～400kHz）和高速形式（1 kHz～3.4 MHz）。该器材的地址是由固定的高4位1001以及受控于A0、A1、A2的低3位决议。
4.2.1 I2C总线总述
初始化传输的设备称为“主设备”，受主设备操控的是“从设备”。主设备发生串行时钟（SCL），操控总线接入，以及发生发动（START）和中止（STOP）条件。只要在总线不忙时，才干够传送数据。在传送期间，时钟信号线为高电平时，数据线SDA有必要坚持不变；只要在发动／中止信号到来后，数据线SDA才干改动。
TMP275作为从设备，只要接纳到发动信号后，芯片才开端作业。若接纳到的地址无误，则宣布一个承认信号，并根据R／W位的状况进行读／写操作。当中止信号到来后，一切作业结束。
4.2.2从设备接纳形式
接纳形式下，主设备先向TMP275发送TMP275的地址信息和状况信息（R／W=0），然后发送数据，写入地址指针寄存器。下一个字节或许几个字节再根据指针寄存器的内容写入相应的寄存器。关于每一个成功接纳到的数据，TMP275都将发送承认信息。主设备经过发送中止信号而中止数据传输。
4.2.3从设备发送形式
发送形式下，主设备先向TMP275发送TMP275的地址信息和状况信息（R／W=1），然后读取由地址指针寄存器指定的数据。关于每一个成功接纳到的数据，TMP275都将发送承认信息。主设备经过发送中止信号而中止数据传输。
5、TMP275在家庭环境监控中的使用
5.1 节点简介
本文的评论是以根据蓝牙（Bluetooth）技能的家庭环境监控体系的节点为渠道，介绍温度传感器TMP275在环境监控中的详细使用。该节点包含处理器、蓝牙模块、温度传感器TMP275和电源4部分，如图4所示。
5.2 处理器部分和温度传感器部分
节点处理器选用AVR单片机ATmega128。它是根据AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器。因为其先进的指令集及单周期指令执行时刻，ATmega128的数据吞吐率高达1 MIPS／MHz，然后缓解了体系在功耗和处理速度之间的对立。
ATmega 128供给一种兼容于I2C的TWI总线接口，因而TMP275的SDA和SCL引脚能够直接与处理器的引脚相连，别的还需接上拉电阻。TMP275的报警输出方法设置为低电平输出，接有上拉电阻。A0、A1和A2悉数接低电平，这样TMP275器材的写地址为0x90，读地址为0x91。TMP275的衔接原理图如图5所示。
5.3 蓝牙模块部分
蓝牙模块选用CSR公司的BlueCore02-External蓝牙芯片。此芯片是一个单一芯片无线电和基带链路操控器的Bluetooth 2.4 GHz体系，选用0.18 μm CMOS技能，集成了射频、基带、带有悉数集成蓝牙协议栈的MCU以及收发器。
在本节点的规划中，蓝牙模块经过UART接口与处理器相衔接。IO0、IO1、IO2引脚接LED灯，用来指示蓝牙模块与其他蓝牙设备进行寻呼、衔接和数据传输的状况。蓝牙模块的其他引脚在本节点规划中未触及，故予以省掉。蓝牙模块的衔接原理图如图6所示。
6、结 语
实践使用标明，TMP275芯片具有很高的功用，使用它能够很好地完成预期的规划功用，并且操作简略。使用主控处理器和多片TMP275也很简单构成一个其他的环境监控体系，且能得到很高的测验精度。现在，根据温度传感器TMP275和蓝牙技能的家庭环境监控体系现已调试结束，运转功用杰出。
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