TSic系列高精度溫度傳感器的應用

摘要：數字溫度傳感器因其低成本、易使用、無需校準等特點近年來得到廣泛應用，其中以DS18B20為代表。目前常用的數字溫度傳感器與傳統的鉑溫度傳感器相比，測量精度還不夠高。本文介紹的TSic系列的精度可達到±0．07℃，并且具有長期穩定性。
關鍵詞：高精度數字溫度傳感器；單片機；TSic；DS18B20

引言
TSic是IST(Innovative Sensor Technology)公司單總線溫度傳感器IC的注冊商標。TSic產品系列由集成芯片和已校準的溫度傳感器組成，內部集成了用于模擬或數字信號輸出的信號轉換器。TSic系列的測量精度為±0．5～±0．07℃，是目前精度極高的數字溫度傳感器IC，優于DIN Y(1／3 DIN B)鉑傳感器的精度。信號分辨率為0．1～0．004℃。TSic不僅有出色的精度，而且具有長期穩定性。IST公司還提供TSic的精度范嗣偏移定制校準服務。
TSic系列有標準0～1 V模擬電壓輸出、比例10％～90％V+電壓輸出和11位數字信號輸出3種方式，用戶可根據自己的需求選擇適用的型號。TSic的低功耗(典型值為30μA)使其非常適合移動應用。TSic還有無需校準、轉換速度快(100 ms)和易使用等優點。

1 計算公式和通信協議
1．1 TSic輸出信號的計算公式
◆數字輸出：T=(Digital_signal／2047×(HT～LT)+LT)℃
◆模擬輸出信號：T=(Sig[Volt]×(HT-LT)+LT)℃
◆比例輸出信號：T=((Sig[V]／VDD[V]-0．1)／0．8×(HT-LT)+LT)℃
不同的型號有不同的LT和HT，例如精度±0．1℃的TSic 50x，其LT=-10，HT=60。
1．2 用于TSic的ZACwire通信協議
ZACwire是一種單線雙向通信協議。位編碼類似于時鐘信號嵌入數據信號中的曼徹斯特編碼(信號的下降沿以固定周期產生)。這樣協議對兩個IC之間通信時波特率的差異就很不敏感。
在終端用戶應用中，TSic傳送溫度信息，另一個IC(通常是MCU)通過ZACwire讀溫度數據。
TSic發送長度為1字節的數據包。這些包由1個起始位、8個數據位和一個奇偶校驗位組成。常用的波特率是8 kbps(125μs位寬)。信號的常態是高電平。當傳輸開始，起始信號發生，緊接著是數據位(先高后低)，包的結尾是偶校驗位。ZACwire數據包如圖1所示。

Tsic提供11位分辨率的溫度數據，11位數據不能在單個包中傳遞。一個來自TSic的完整溫度數據包由2個包組成。第1個包包含高3位溫度信息，第2個包包含低8位溫度信息。在第1個傳輸包的末端和第2個傳輸包的開始之間有一個寬度為二分之一信號位寬的高信號，即停止位。來自TSic的全ZACwire溫度數據包如圖2所示。