温度传感器

作者：AhmadAlShari

在这个应用中，GreenPAK™配置为一个有外部热敏电阻式温度传感器的温度监视器。GreenPAK2监视温度，当到期望值（27℃）达到时会给出指示。两路LED输出用来显示不同状态。

描述

热敏电阻是温度敏感的电阻器。所有电阻均随温度的变化而变化，热敏电阻由有电阻率且对温度特别敏感的半导体材料构成。不过，与大多数其他电阻器件不同，热敏电阻的电阻随温度的升高而减小。

图1. 引脚配置

图2. GreenPAK2 Designer中的设计连接

表1. 设计主要电气特性

图3. 电路设计

这是由于半导体材料是热敏电阻。

在27℃，热敏电阻的电阻值为90kΩ（数据表中热敏电阻为100kΩ）使用分压：

所以，VIN = 500mV

现在我们要比较输入电压值（即测量的温度）与500mV参考电压（即27℃目标）。ACMP0比较模拟输入电压与500mV的参考值，500mV的参考值带有12mV回差。

在本设计示例中，GreenPAK2使用引脚5来偏置热敏电阻，并用引脚4来测量每个采样周期来自电阻分压器的模拟输出。

采样（通过CNT1/DLY1确定）配置为1.7ms ON和170ms OFF，以节省电能。CNT1的输入时钟是由RC OSC信号/12产生的，然后用两个DFF除以4。

ACMP电源由来自频率发生器的脉冲信号进行门控，以减少功率消耗。DLY0为传感器建立时间创建了.75ms延迟。输出转到锁定，以保持采样周期之间的状态。

图4. CMP0配置 (1uA上拉输入：禁用; 滞后： 12mV; 低带宽：禁用;ACMP VREF带隙：50mV-1.5V; IN电压： 500mV; 连接A CMP0IN+源：引脚4输出)

图5. CNT1/DLY1配置 (模式：计数器; 计数器数据： 100 （范围：1-16383）; 输出周期： N/D 公式; 功率控制：强迫上电; 重置源：无; 输入：计数器1 ext.dk.; 沿选择：两个)

图阻：6. 引脚下拉4配置态：; 电阻值： ( 输出浮置模式：浮置模拟输入) ; 初始状; 电图值：7. 引脚浮置5; 配置初始状态： (电阻：输出浮置下拉; 电阻)

图8. GreenPAK2 Designer中的CNT1/DLY1、DFF0和DFF1

图9. CNT1/DLY1配置

图10. GreenPak2 Designer中的干扰滤波器

图11. GreenPak2 Designer中的CMP0和Latch2

CNT2/DLY2是一个延时模块用于干扰滤波器，以防止ACMP开关引起故障。

图12. CNT2/DLY2/FSM0配置 图13. CNT0/DLY0配置

图14. 引脚10配置 图15. 引脚12配置

输出配置为漏极开路以驱动两个LED。引脚10连接到一个绿色LED，以指示温度在限制范围内，引脚12连接到一个红色LED，以指示温度超出了限制。引脚10和12输出反向，外部需要上拉。

引脚5被配置为缓冲LED。

图16. 典型应用电路

图17. 引脚4信号图

引脚4被配置为信号发生器，如下图所示：

图18. 信号发生器设置

注意：为了电路的正确操作，请不要忘记正确地配置输入和输出引脚。

在图2的原理图上输入脚被配置为有施密特触发器的数字输入，输出脚配置为推挽模式。

图19. 时序图功能波

形引脚10和12配置为漏极开路，低电平时LED会亮，高电平时LED会灭。

引脚5上的采样信号如图22所示。

图20. GreenPAK2仿真工具的配置

图21. 功能波形

图22. 引脚5上的采样信号

结论

使用一个热敏电阻，利用GreenPAK2提供模拟转换、报警限值设定并驱动外部LED指示灯，成功监视了温度。

关于作者

AhmadAlShari 2013年毕业于约旦的约旦科技大学，就读于电气工程系。目前他从事可配置混合信号集成电路（CMIC）工作及其应用笔记。

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