4 TMP275的工作方式與串行接口

　　4.1 工作方式

　　正常工作方式下，當所采集的溫度在上下限溫度之外時，TMP275會依據配置寄存器中的TM狀態來決定器件是工作在比較模式還是中斷模式。當器件工作在比較模式，且所采集的溫度連續n次(參數n為由F0、F1決定的連續錯誤數)等于或大于THIGH時，比較器激活ALERT告警輸出，提醒主機當前工作溫度不正常；只有當溫度連續n次低于TLOW時，ALERT信號才恢復正常。正常工作時，默認方式為比較模式。當器件工作在中斷模式，且所采集的溫度連續n次在上下限溫度之外時，比較器都會激活ALERT報警輸出；只有在對寄存器進行操作或者器件在關斷模式下時，ALERT信號才會恢復正常，此種模式下可以進行系統的耐溫測試。

　　另外，器件還有節能的關斷模式。如果選擇該模式，當前的溫度轉換結束后，器件會自動關斷，此時電流消耗只有1μA。只有向配置寄存器的OS位寫1，才可以開啟下一次溫度轉換。該模式由配置寄存器的SD數據位來設定。

　　4.2 串行接口

　　TMP275的兩線數據線SDA和時鐘線SCL兼容I2C協議，而且只能作為從器件。它支持快速模式(1～400kHz)和高速模式(1 kHz～3.4 MHz)。該器件的地址是由固定的高4位1001以及受控于A0、A1、A2的低3位決定。

　　4.2.1 I2C總線綜述

　　初始化傳輸的設備稱為“主設備”，受主設備控制的是“從設備”。主設備產生串行時鐘(SCL)，控制總線接入，以及產生啟動(START)和停止(STOP)條件。只有在總線不忙時，才可以傳送數據。在傳送期間，時鐘信號線為高電平時，數據線SDA必須保持不變；只有在啟動／停止信號到來后，數據線SDA才能改變。

　　TMP275作為從設備，只有接收到啟動信號后，芯片才開始工作。若接收到的地址無誤，則發出一個確認信號，并根據R／W位的狀態進行讀／寫操作。當停止信號到來后，所有工作結束。

　　4.2.2從設備接收模式

　　接收模式下，主設備先向TMP275發送TMP275的地址信息和狀態信息(R／W=0)，然后發送數據，寫入地址指針寄存器。下一個字節或者幾個字節再依據指針寄存器的內容寫入相應的寄存器。對于每一個成功接收到的數據，TMP275都將發送確認信息。主設備通過發送停止信號而終止數據傳輸。

　　4.2.3從設備發送模式

　　發送模式下，主設備先向TMP275發送TMP275的地址信息和狀態信息(R／W=1)，然后讀取由地址指針寄存器指定的數據。對于每一個成功接收到的數據，TMP275都將發送確認信息。主設備通過發送停止信號而終止數據傳輸。

　　5 TMP275在家庭環境監控中的應用

　　5.1 節點簡介

　　本文的討論是以基于藍牙(Bluetooth)技術的家庭環境監控系統的節點為平臺，介紹溫度傳感器TMP275在環境監控中的具體應用。該節點包括處理器、藍牙模塊、溫度傳感器TMP275和電源4部分，如圖4所示。

　　5.2 處理器部分和溫度傳感器部分

　　節點處理器選用AVR單片機ATmega128。它是基于AVR RISC結構的8位低功耗CMOS微處理器。由于其先進的指令集及單周期指令執行時間，ATmega128的數據吞吐率高達1 MIPS／MHz，從而緩解了系統在功耗和處理速度之間的矛盾。

　　ATmega 128提供一種兼容于I2C的TWI總線接口，因此TMP275的SDA和SCL引腳可以直接與處理器的引腳相連，另外還需接上拉電阻。TMP275的報警輸出方式設置為低電平輸出，接有上拉電阻。A0、A1和A2全部接低電平，這樣TMP275器件的寫地址為0x90，讀地址為0x91。TMP275的連接原理圖如圖5所示。

　　5.3 藍牙模塊部分

　　藍牙模塊選用CSR公司的BlueCore02-External藍牙芯片。此芯片是一個單一芯片無線電和基帶鏈路控制器的Bluetooth 2.4 GHz系統，采用0.18 μm CMOS技術，集成了射頻、基帶、帶有全部集成藍牙協議棧的MCU以及收發器。

　　在本節點的設計中，藍牙模塊通過UART接口與處理器相連接。IO0、IO1、IO2引腳接LED燈，用來指示藍牙模塊與其他藍牙設備進行尋呼、連接和數據傳輸的狀態。藍牙模塊的其他引腳在本節點設計中未涉及，故予以省略。藍牙模塊的連接原理圖如圖6所示。

　　結 語

　　實際應用表明，TMP275芯片具有很高的性能，利用它可以很好地實現預期的設計功能，而且操作簡單。利用主控處理器和多片TMP275也很容易構成一個其他的環境監控系統，且能得到很高的測試精度。目前，基于溫度傳感器TMP275和藍牙技術的家庭環境監控系統已經調試完畢，運行性能良好。