使用纮康HY11P系列單芯片實現電壓與溫度量測應用

　　Vbe等效電壓為：

　　Vbe1=V+TPS=VADC1 + VADOffset

　　Vbe2=V-TPS=VADC2 + VADOffset

　　ΔVbe=(Vbe1-Vbe2)=(V+TPS - V-TPS ) = VADC1 -VADC2 …相減項后即可消除A/D Offset

　　因此只要在相同溫度下(TA ℃)，測量到+TPS與-TPS A/D數值后，將兩數相減并取平均值，即可得到該溫度下相對應的TPS數值，并透過單點校正計算，即可得到良好溫度曲線，其增益校正公式為：

　　TOffset:二極管本身所造成的等效串聯電阻效應，使得VTPS=0V時不為0°K的溫度值，該芯片設計者提供參數值為TOffset=16°K。

　　溫度測量時，仍是以A/D參考電壓(△VR)1.2V為設定，輸入訊號為內部TPS訊號切換。而內建低噪聲放大倍率為1倍(PGA × GAIN)的設定，且該芯片規格VTPS溫飄系數為17.8uV/0.1℃，若以顯示0.1℃為最小單位，則要達外部顯示穩定1格的誤差，內外分辨率比設定為1:6，因此Input RMS Noise則必須小于或等于17.8uV/6 = 2.97uV才能達成。

　　A/D Output rate則選擇在過取樣率(OSR)為8192模式下，相當于A/D輸出頻率達：

?

　　2.4 控制芯片

　　以上簡單的A/D應用只要使用HY11P13微處理器即可完成，HY11P13微處理器在使用上僅需8個被動組件，即可完成A/D信號測量，搭配OSR設定使用可達到GAIN=1, 8Hz/18bits穩定輸出，即使小信號的測量(內建低噪聲放大器放大128倍)仍可達到16Bit分辨率。

　　在CPU指令上，提供了68組指令集，即使目前只是Assembly的程序架構仍可讓用戶更輕松完成程序撰寫。在LCD顯示點數方面共提供80點數(4 COM*20 SEG)供一般手持式應用產品使用。其內部共提供3組Timer使用，不論是時鐘設定甚至于到PWM控制驅動器開關，都具備完整功能讓用戶依其應用來配置。SPI的傳輸接口更可提供用戶做為A/D分析及通訊記錄等使用。

• 　　3 設計規劃

　　3.1 硬件說明

　　芯片本身簡單的被動組件，除POWER共4顆電容穩壓電容(VDD /VLCD /VDDA /ACM)，及RST腳位本身的Pull high電阻和接地電容外，再搭配A/D信號輸入端及參考電壓端的濾波電容即可架設簡易A/D測量系統。其搭配的周邊電路EEPROM 24C02，主要做為電壓測量及溫度測量時儲存校正參數使用;另外配置的Voltage demo circuit由可變電組成做為展示用的DC電壓信號輸入源。

　　由于該產品擁有多組A/D輸入通道可使用，本文使用AI0/AI1當電壓信號輸入引腳，AI2/AI3當參考電壓輸入引腳，該應用上使用最簡化線路完成，參考電壓源采用VDDA/VSS電源腳當成AI2/AI3參考電壓源，并使用內部VREGN放大器進行參考電壓1/2信號衰減，以達到ΔVR=(2.4V-0V)/2=1.2V。

　　電壓輸入信號源的參考點以電源ACM(1.2V)為參考源連接到AI1引腳，可供AI0引腳輸入做+/-信號測量，就像40000 counts電壓測量范圍則可達±400mV輸入信號。

　　而R9/R8/R10的電阻聯接主要做為穩定信號源的輸入，供A/D電壓信號測試時使用。

?

　　圖 3?1 電路圖