作者：洪家平　

     1概述

     tc77是microchip公司生产的一款13位串行接口输出的集成数字温度传感器，其温度数据由热传感单元转换得来。tc77内部含有一个13位adc，温度分辨率为0.062 5℃／lsb。在正常工作条件下，静态电流为250μa(典型值)。其他设备与tc77的通信由spi串行总线或microwire兼容接口实现，该总线可用于连接多个tc77，实现多区域温度监控，配置寄存器config中的shdn位激活低功耗关断模式，此时电流消耗仅为0.1μa(典型值)。tc77具有体积小巧、低装配成本和易于操作的特点，是系统热管理的理想选择。

     2 tc77的内部结构及引脚功能

     图1所示为tc77的内部结构原理图。tc77由cmos结型温度传感器、带符号位的13位∑-△a／d转换器、温度寄存器、配置寄存器、制造商id寄存器及三线制串行接口等部分组成。

     其引脚定义如下：

     si／o：串行数据引脚

     sck：串行时钟

     vss：地

     ce：片选端(低电平有效)

     vdd：电源电压(6.0 v)

     3 tc77的工作原理

     数字温度传感器tc77从固态(pn结)传感器获得温度并将其转换成数字数据。再将转换后的温度数字数据存储在其内部寄存器中，并能在任何时候通过spi串行总线接口或microwire兼容接口读取。tc77有两种工作模式，即连续温度转换模式和关断模式。连续温度转换模式用于温度的连续测量和转换，关断模式用于降低电源电流的功耗敏感型应用。

     3.1 tc77的上电与复位

     上电或电压复位时，tc77即处于连续温度转换模式，上电或电压复位时的第一次有效温度转换会持续大约300 ms，在第一次温度转换结束后，温度寄存器的第2位被置为逻辑“1”，而在第一次温度转换期间，温度寄存器的第2位是被置为逻辑“0”的，因此，可以通过监测温度寄存器第2位的状态判断第一次温度转换是否结束。

     3.2 tc77的低功耗关断模式

     在得到tc77允许后，主机可将其置为低功耗关断模式，此时，a／d转换器被中止，温度数据寄存器被冻结，但spi串行总线端口仍然正常运行。通过设置配置寄存器config中的shdn位，可将tc77置于低功耗关断模式：即设置shdn=0时为正常模式；shdn=1时为低功耗关断模式。

     3.3 tc77的温度数据格式

     tc77采用13位二进制补码表示温度，表1所列是tc77的温度、二进制码补码及十六进制码之间的关系。表中最低有效位(lsb)为0.062 5 ℃，最后两个lsb位(即位1和位0)为三态，表中为“1”。在上电或电压复位事件后发生第一次温度转换结束时，位2被置为逻辑“1”。

     3.4 tc77的串行总线

     tc77的串行总线包括片选信号线ce、串行时钟信号线sck及串行数据信号线si／o，遵循spi或mi-crowire接口标准协议。在有多个tc77连接到串行时钟和串行数据信号线时，ce用于选择其中的某一个tc77器件，cs为逻辑“0”时，用于写入器件或从器件中读出数据的同步；cs为逻辑“1”时，sck被禁止。cs的下降沿启动器件间的相互通信，cs的上升沿则停止器件间的相互通信。图2是对温度寄存器进行读操作的时序。

     图3是tc77的多字节通信操作时序，包括对温度寄存器的读操作和对配置寄存器的写操作。第一组的16个sck脉冲用于将tc77的温度数据传送到微处理器，第二组的16个sck脉冲用于接收微处理器的指令，以便使tc77进入关断模式或连续转换模式。写入tc77配置寄存器的数据应为全0或全1，分别与连续转换模式或关断模式相对应，当配置寄存器的c0～c7全为1时为关断模式，当c0～c7中有一个0被写入时即变为连续转换模式。

     4 tc77与avr单片机的接口

     4.1 tc77与avr单片机的硬件接口

     图4是tc77与avr单片机的接口硬件连接原理图。图中使用的是同步串行三线spi接口，可以方便地连接采用spi通信协议的外设或另一片avr单片机，实现短距离的高速同步通信。

     atmega128的spi采用硬件方式实现面向字节的全双工3线同步通信，支持主机、从机和两种不同极性的spi时序。atmega128单片机内部的spi接口