MAX6632集成温度传感器的引脚功能及工作原理

MAX6632是MAXIM公司生产的12位低功耗、高精度的智能温度传感器，它采用与SPI兼容的串行数字接口，可应用于许多高分辨率和宽量程温度测量场合，如温度控制系统、个人计算机保护、电子测试仪器以及生物医学仪器等便携式应用方面。

1．MAX6632的引脚功能和基本特性 MAX6632采用6脚SOT23封装，其引脚排列如图2-117所示，

引脚功能如下：

1脚GND：接地脚；

2脚N.C：不连接；

3脚Vcc：电源端；

4脚SCK：串行时钟输入端；

5脚CS：片选输入端；

6脚SO：串行数据输出端。

MAX6632具有如下基本特性：

一工作电压范围为3.0～5.5V；

一测温范围为-55～125℃，最大测量温度超过150℃；

一具有12位数字输出温度值，分辨率高达0.0625℃：

一精度为士1℃（0～70℃）：

-3线SPI兼容接口，可方便地与不同的微处理器连接：

-MAX6632是只读器件，简化了那些只需要温度数据的系统的应用：

一低功耗，工作电流典型值为32uA。

2．MAX6632的工作原理

MAX6632的内部结构框图如图2-118所示。传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术，其噪声容限低，抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。MAX6632采用了高性能的∑-△式A/D转换器，不仅能滤除量化噪声，而且对外围元件的精度要求低。它能以很高的采样速率和很低的采样分辨率将模拟信号转换成数字信号，再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术，来提高有效分辨率。SPI（SerialPeripheral Interface）是Motorola公司提出的一个同步串行外设接口，允许CPU与各种外围接口器件以串行方式进行通信、交换信息，可以提高传输速度。MAX6632使用∑-A式A/D转换器对温度传感器的申压采样并将数值转换成数字格式存储在内部移位寄存器中，然后以16位二进制数值从高位到低位在SPI兼容接口串行输出：D15为符号位，D2恒为零，D1、DO恒为高阻抗。环境温度和输出数据的关系如表2-21所示。

（1） MAX6632的工作方式设定

MAX6632的典型工作电流非常低（通过每八秒钟取样一次温度。MAX6632传感器仅吸取15mA的静态电流），因此可通过高于3V的逻辑门输出来供电（见图2-119）。MAX6632没有设置内置电源软件关闭模式，电源硬件关闭模式通过将门的输出设置为低电平即可实现。在没有时钟输入的情况下将片选端设置为低电平可以使芯片进入空闲模式。MAX6632的 通电重启（POR）电源电压典型值为1.6V，电源电压一旦低于 这个值SPI接口便处于停止状态，并且数据寄存器被设置为POR 状态（0℃）。虽然温度值的读取不推荐在电源电压低于3V以下进行，但通电后电源端电压只要高于1.6V，芯片就开始进行温度转换。

（2） MAX6632的串行端口操作 MAX6632采用SPI串行总线和数据传输协议来实现同外设的 数据传输。所有数据传输都在主从式结构中主机的控制下进行， 通常是由CPU或微处理器充当主机。为所有传输提供时钟信号在数据传输过程中MAX6632通常作为从器件，通过串行时钟输入线SCK、串行数据输出线SO以及片选线/CS与总线相连。其串行接口传输时序如图2-120所示。

当片选线/CS由低电平变为高电平时，MAX6632启动新一轮的温度转换并复位SPI接口，片选线/CS的高电平应保持250ms才能完成一次完整的转换。当片选线/CS由高电平变为低电平时，MAX6632将中止一切进行中的转换，温度数据将以16位二进制字符形式存入移位寄存器，在串行时钟信号F降沿的作用下从串行数据输出端按高位到低位的顺序依次读出。在数据读取期间（．个完整的数据读取需要16个时钟周期），片选线/CS必须保持为低电平直至16位数据读取完成。若在读取过程中片选线/CS跳变为高电平，则必须等待下一次转换完成才能读取数据。

3．MAX6632智能温度传感器的应用智能温度传感器使用各种不同的复杂接口，最初的智能温度传感器串行数据输H{使用SPI总线或12C总线（也称之为SMBus），这些总线在读取温度数据前需要微处理器向传感器写入数据。而MAX6632是简化的串行接口只读智能温度传感器，它不需要微处理器写入数据，只需控制它的时钟线和片选线发送时钟脉冲即可读取温度数据。

图2-121是MAX6632简化的两线接口电路，它通过从串行时钟输入线获取片选信号，使温度数据读取更加简单：通过一根数据输入线和一根数据输出线即可实现微处理器和温度传感器之间的通信。正常配置时三线接口/CS、SO和SCK的功能如图2-121所示，而简化的两线接口电路读取温度数据时要求串行时钟输入线SCK的空闲状态为高电平，因此需要依次对图2-121中SCK的高低电平略微进行调整。当片选线/CS为低电平时将中止温度数字化转换，直至电压高于0.7Vcc后才重新启动。若SCK的电压初始值为低电平，它通过肖特基二极管D1将片选线/CS置为低电平。通过设定R1、Ci的时间常数，使时钟脉冲间隔内片选线/CS的电压不高于0.3V（如果图2-121的电源电压为SV，片选输入端/CS的电压不高于1.5V）。为使MAX6632的两线接口有时间进行下一轮的温度数字化转换，在两次温度读取的时间间隔内应使片选线/CS保持0.7V（在图2-121中为3.5V）至少0.5s。实际应用中应注

（1）为防止环境干扰，保证温度测量的精确度，MAX6632的电源同地之间要接电容值大于O.IF钽电容；

（2） MAX6632的感温器件在芯片内部，因此芯片表面要与被测物体紧密接触。