TSic系列高精度温度传感器的应用

摘要：数字温度传感器因其低成本、易使用、无需校准等特点近年来得到广泛应用，其中以DS18B20为代表。目前常用的数字温度传感器与传统的铂温度传感器相比，测量精度还不够高。本文介绍的TSic系列的精度可达到±0．07℃，并且具有长期稳定性。
关键词：高精度数字温度传感器；单片机；TSic；DS18B20

引言
TSic是IST(Innovative Sensor Technology)公司单总线温度传感器IC的注册商标。TSic产品系列由集成芯片和已校准的温度传感器组成，内部集成了用于模拟或数字信号输出的信号转换器。TSic系列的测量精度为±0．5～±0．07℃，是目前精度极高的数字温度传感器IC，优于DIN Y(1／3 DIN B)铂传感器的精度。信号分辨率为0．1～0．004℃。TSic不仅有出色的精度，而且具有长期稳定性。IST公司还提供TSic的精度范嗣偏移定制校准服务。
TSic系列有标准0～1 V模拟电压输出、比例10％～90％V+电压输出和11位数字信号输出3种方式，用户可根据自己的需求选择适用的型号。TSic的低功耗(典型值为30μA)使其非常适合移动应用。TSic还有无需校准、转换速度快(100 ms)和易使用等优点。

1 计算公式和通信协议
1．1 TSic输出信号的计算公式
◆数字输出：T=(Digital_signal／2047×(HT～LT)+LT)℃
◆模拟输出信号：T=(Sig[Volt]×(HT-LT)+LT)℃
◆比例输出信号：T=((Sig[V]／VDD[V]-0．1)／0．8×(HT-LT)+LT)℃
不同的型号有不同的LT和HT，例如精度±0．1℃的TSic 50x，其LT=-10，HT=60。
1．2 用于TSic的ZACwire通信协议
ZACwire是一种单线双向通信协议。位编码类似于时钟信号嵌入数据信号中的曼彻斯特编码(信号的下降沿以固定周期产生)。这样协议对两个IC之间通信时波特率的差异就很不敏感。
在终端用户应用中，TSic传送温度信息，另一个IC(通常是MCU)通过ZACwire读温度数据。
TSic发送长度为1字节的数据包。这些包由1个起始位、8个数据位和一个奇偶校验位组成。常用的波特率是8 kbps(125μs位宽)。信号的常态是高电平。当传输开始，起始信号发生，紧接着是数据位(先高后低)，包的结尾是偶校验位。ZACwire数据包如图1所示。

Tsic提供11位分辨率的温度数据，11位数据不能在单个包中传递。一个来自TSic的完整温度数据包由2个包组成。第1个包包含高3位温度信息，第2个包包含低8位温度信息。在第1个传输包的末端和第2个传输包的开始之间有一个宽度为二分之一信号位宽的高信号，即停止位。来自TSic的全ZACwire温度数据包如图2所示。