MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板使用指南

一、前言

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，溫度傳感器的應(yīng)用十分廣泛。Microchip 公司的 MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板為工程師們提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于測試和開發(fā)基于 MCP9800 溫度傳感器的應(yīng)用。本文將詳細(xì)介紹該演示板的相關(guān)信息，包括產(chǎn)品概述、安裝操作、原理圖與布局以及物料清單等內(nèi)容。

文件下載：MCP9800DM-PCTL.pdf

二、產(chǎn)品概述

2.1 演示板簡介

MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板以 PICkit? 1 Flash 入門套件為平臺(tái)，展示了如何將 MCP9800 與 PICmicro? 微控制器進(jìn)行接口。演示板附帶了一個(gè) PIC16F684 14 引腳、基于閃存的 8 位 CMOS 微控制器，以及提供 (I^{2} C^{TM}) 接口和溫度轉(zhuǎn)換例程的固件，用于與 MCP9800 通信并將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為溫度。此外，該演示板還可作為“獨(dú)立”模塊，快速為現(xiàn)有應(yīng)用添加熱傳感功能。

2.2 套件內(nèi)容

MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板套件包含以下物品：

• MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板
• MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板用戶指南（DS51528）
• MCP9800 數(shù)據(jù)手冊，“2 線高精度溫度傳感器”（DS21909）
• PIC16F684 14 引腳、基于閃存的 8 位 CMOS 微控制器
• PIC16F684 固件

三、安裝與操作

3.1 特點(diǎn)

• 小 PCB 布局：便于集成到各種應(yīng)用中。
• 標(biāo)準(zhǔn) 100 密耳 14 引腳接頭（J2）：可輕松連接到 PICkit 1 Flash 入門套件或自定義應(yīng)用。
• 7 段 LED 顯示屏：可顯示攝氏或華氏溫度。
• 溫度警報(bào)指示 LED：當(dāng)溫度超出設(shè)定范圍時(shí)發(fā)出警報(bào)。

3.2 快速上手

3.2.1 硬件設(shè)置

1. 將 MCP9800 熱傳感器 PICtail 演示板的 J2 接頭連接到 PICkit 1 Flash 入門套件的 J3 連接器，注意正確的方向。
2. 將 PIC16F684 插入 PICkit 1 Flash 入門套件的評(píng)估插座。
3. 使用 USB 電纜將 PICkit 1 Flash 入門套件連接到 PC 的 USB 端口，此時(shí)綠色電源 LED 和紅色忙碌 LED 將亮起，表示電源已供應(yīng)。

3.2.2 編程 PIC16F684

1. 在 PC 上下載并安裝 PICkit 1 Flash 入門套件軟件。
2. 將隨套件提供的 CD 中的 00031R1 - 1.HEX 文件復(fù)制到 PC 上。
3. 啟動(dòng) PICkit 1 Flash 入門套件，主窗口將顯示在 PC 上。
4. 在 PICkit 1 Flash 入門套件窗口的“Board Controls”下取消勾選“Device Power”，關(guān)閉設(shè)備電源。
5. 點(diǎn)擊窗口中的“Erase”按鈕，確保 PIC16F684 設(shè)備已被擦除。
6. 從“File”下拉菜單中選擇“Import HEX”，選擇并打開 00031R1 - 1.HEX 文件。
7. 點(diǎn)擊 PICkit 1 Flash 入門套件窗口中的“Write Device”按鈕，將 00031R1 - 1.HEX 固件寫入 PIC16F684 設(shè)備。完成后，窗口底部的狀態(tài)欄將顯示“Write Successful”。
8. 在 PICkit 1 Flash 入門套件窗口的“Board Controls”下勾選“Device Power”，打開設(shè)備電源。
9. MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板上的 7 段顯示屏將顯示環(huán)境溫度（°C）。

3.3 功能描述

3.3.1 演示板功能

演示板包含 MCP9800 溫度傳感器設(shè)備和 7 段 LED 顯示電路。用戶可以使用 PICkit 1 Flash 入門套件讀取 MCP9800 的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，并通過 7 段顯示屏顯示數(shù)據(jù)，也可以使用 PICkit 1 Flash 入門套件軟件的條形圖顯示工具將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?PC 進(jìn)行顯示。

3.3.2 MCP9800 特性

MCP9800 具有用戶可編程寄存器，可靈活應(yīng)用于溫度傳感。寄存器設(shè)置允許用戶選擇 9 位至 12 位的溫度測量分辨率，配置節(jié)能關(guān)機(jī)和單次轉(zhuǎn)換（關(guān)機(jī)時(shí)按需進(jìn)行單次轉(zhuǎn)換）模式，并指定溫度警報(bào)輸出和滯后限制。當(dāng)溫度超出指定限制時(shí)，MCP9800 輸出警報(bào)信號(hào)，用戶可以選擇將警報(bào)輸出信號(hào)極性設(shè)置為低電平或高電平有效比較器輸出，用于恒溫器操作，或作為基于微處理器系統(tǒng)的溫度事件中斷輸出。

3.3.3 用戶可選功能

演示固件根據(jù) PICkit 1 Flash 入門套件上的 RP1 電位器的位置對(duì)溫度限制和滯后限制寄存器（(T{SET }) 和 (THYST) ）進(jìn)行編程。電位器連接到 PIC16F684 模擬輸入引腳，電位器抽頭端子上的電壓決定 (T{SET }) 。抽頭位置提供 15 種可能的 (T{SET }) 限制，從 10°C 到 55°C，以 3°C 為增量。(THYST) 編程為比 (T{SET }) 低 5°C（5°C 滯后）。

當(dāng)環(huán)境溫度超過編程的 (T{SET }) 限制時(shí)，MCP9800 使用 ALERT 輸出引腳輸出警報(bào)信號(hào)。該引腳為開漏輸出，配置為高電平有效輸出。當(dāng)該引腳為高電平時(shí)，(D{1}) 二極管亮起，直到溫度漂移超出滯后限制（(THYST) ）才熄滅。

此外，用戶可以使用 PICkit 1 Flash 入門套件上的 SW1 開關(guān)將攝氏度轉(zhuǎn)換為華氏度。按下瞬時(shí)按鈕開關(guān)時(shí)，7 段顯示屏將顯示華氏溫度。用戶還可以更改 MCP9800 的溫度測量分辨率（默認(rèn)分辨率為 10 位），但這需要修改固件變量并重新編譯固件。

3.3.4 溫度數(shù)據(jù)顯示

• 7 段 LED 顯示屏：PIC16F684 微控制器固件從 MCP9800 溫度傳感器讀取環(huán)境溫度，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到 7 段 LED 顯示屏。7 段 LED 顯示屏由位于 MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板上的另一個(gè) PICmicro 微控制器控制，該微控制器控制 LED 段和顯示頻率。溫度數(shù)據(jù)在傳輸前需要格式化為二進(jìn)制編碼十進(jìn)制（BCD），每個(gè) 7 段顯示屏的四位需要傳輸一個(gè) 4 位指令和一個(gè) 4 位 BCD。
• PC 上的條形圖顯示：硬件連接到 PICkit 1 Flash 入門套件并對(duì) PIC16F684 MCU 進(jìn)行編程后，用戶可以使用 PICkit 1 Flash 入門套件軟件上的條形圖工具。選擇軟件上的條形圖工具并點(diǎn)擊“GO”，條形圖顯示將顯示 MCP9800 的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)。該顯示不支持負(fù)數(shù)，因此數(shù)據(jù)偏移 1024，且該工具不支持 11 位和 12 位數(shù)據(jù)。

四、原理圖與布局

附錄 A 包含了 MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板的原理圖和布局圖，包括電路板原理圖、頂層、絲印層和底層。這些圖紙為工程師提供了詳細(xì)的電路結(jié)構(gòu)和布局信息，有助于進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

五、物料清單

附錄 B 列出了構(gòu)建 MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板所需的物料清單，包括電容、LED、連接器、電阻、溫度傳感器、微控制器和邏輯輸入 CMOS 四驅(qū)動(dòng)器等。詳細(xì)的物料清單為工程師在采購和組裝過程中提供了準(zhǔn)確的參考。

六、總結(jié)

MCP9800 熱傳感器 PICtail? 演示板為工程師提供了一個(gè)方便的平臺(tái)，用于測試和開發(fā)基于 MCP9800 溫度傳感器的應(yīng)用。通過本文的介紹，工程師們可以了解該演示板的產(chǎn)品特點(diǎn)、安裝操作方法、功能實(shí)現(xiàn)以及相關(guān)的原理圖和物料清單等信息。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)具體需求對(duì)演示板進(jìn)行定制和擴(kuò)展，以滿足不同的溫度傳感應(yīng)用場景。你在使用這個(gè)演示板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。