IC695CPU315

IC697MEM713
用户可以通过SMBus接口来读取温度值、写控制位和写报警阈值。其温度与数据的对应关系见表1所列。MAX6654能满足标准SMBus协议中对写字节、读字节、发送字节和接收字节的规定。当转换速率≤1次/s时，温度值的前8位可从内部温度寄存器和外部温度寄存器中读取，而额外的3位则可从外部扩展温度寄存器和内部扩展温度寄存器中读取。使用扩展温度寄存器可将分辨力提高到0.125℃。 3.2.3 报警阈值寄存器和命令字寄存器 报警阈值寄存器包括TH寄存器和TL寄存器两种，可分别用来存储远程温度和本地温度的上、下限。当被测温度超出报警阈值时，ALERT将产生中断。而ALERT响应中断可为从机提供快速故障确认功能。主机每接收到一个ALERT中断信号，就给ALERT响应从地址(0001 100)发出一个接收字节命令，再由产生中断的从机将自己的地址发送到总线上以供主机识别。利用ALERT响应可同时激活几个从机。命令字寄存器是主机指向从机中其他各寄存器的指针。根据命令，主机可完成读本地温度、读外部温度、读转换速率、读内部温度上下限、读远程温度上下限、读外部扩展温度、读产品序列号等功能。 4 系统软硬件设计 4.1 硬件设计 用单片机C8051F005来实现对MAX6654的信号采集和输出控制，硬件设计简单可靠，系统温度结点可扩展性强。硬件设计原理如图3所示。远程传感器VT选用2N3904型低噪声晶体管，并将它粘贴在被测量的CPU芯片上。C1为远程传感器的消噪电容。由R1和C2可构成高频干扰滤波器。R2～R4均为上拉电阻。C8051F005单片机通过SMBus与MAX6654相连，可为后者提供串行时钟并完成读/写操作。一旦CPU的温度越限，MAX6654的ALERT端就输出低电平报警信号以使C8051F005产生中断。C8051F005还可通过控制散热风扇使CPU处于正常温度范围。内置温度传感器用来检测MAX6654附近的环境温度(图中未标出)。在本智能测温系统中，C8051F005的 P0.0为SDA，P0.1为SCL，它们是硬件通过交叉开关译码器分配的，不能是其它引脚。 此外，还应注意电路中远程传感器的选择以及噪声干扰的滤除等问题。远程传感器可选用SST3904、CMPT3904、2N3904 等型号的低噪声小功率硅晶体管，也可选用国外生产的带铝盘散热器和双绞线的500-32BT02-000型晶体管来做远程传感器。虽然MAX6654中的A/D转换器对串模噪声干扰的抑制能力较强，但是，在一般情况下，工业环境中的高频噪声干扰仍会使测量值偏高1～100℃，所以，对串模噪声加以抑制。在DXP与DXN之间连接一只2200pF的电容能有效地滤除高频电磁干扰。远程传感器的引线应采用屏蔽双绞线电缆，并将DXP和DXN分别接至双绞线的一端，而将屏蔽层接GND(远端屏蔽层可不接地)。使用较长的电缆线时，其分布电容本身就具有滤除噪声的作用，此时可适当减小C1的容量。 4.2 软件设计 系统程序流程如图4所示。在本系统中，C8051F005的SMBus始终作为主器件出现，SMBus首先发出一个起始条件，接着发出MAX6654器件地址+W(写)。写操作用于设置MAX6654的当前地址。在收到从器件的ACK后，主器件发出待读存储器地址。在收到一个ACK后，主器件发出重复起始条件和从器件地址+R(读)。从器件在发出ACK后，将发送温度寄存器内的数据字节。读完之后，主器件发出一个NACK，并随后发出停止条件。程序中用重复起始条件使写存储器地址和读数据字节之间不能进行其它传输。温度读取时所涉及的所有的状态都由中断处理程序通过状态表来完成。 5 结论 目前，SMBus串行总线用的主要还是虚拟SMBus，特别是在软件编程方面。本文的智能测温系统采用硬件SMBus实现温度读取，比用虚拟SMBus实现的温度读取要稳定和可靠得多，受通信速度的影响也小得多。此外，用MAX6654构成的温度采集系统，温度检测准确可靠且不易受环境干扰，为整个系统的正常运行提供了可靠性保障。 参考文献： [1] 王邵华.I2C总线[J].无线电. 2003.(1):8～8 [2] 唐友怀.Cygnal在片系统单片机的特点与应用[J].电子. 2003.(6):34～35 [3] 李刚,林凌.与8051兼容的、高速单片机--C8051Fxxx[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002 [4] 江海洋.精密数字温度传感控制器MAX6654[J].无线电. 2002.(5):47～47 [5] 马净,李晓光,宁伟. 几种常用温度传感器的原理及发展功率控制 单片机输出占空比不同的PWM信号，所形成的负荷电流的大小是不同的。根据所设档位的功率大小 和市电电压值，控制输出合适的PWM占空比，使功率P=V×I不变，以达到功率的自动控制。这样就 使输出功率不受市电电压波动的影响。用户可根据实际需要，设置若干个不同功率档。 温度控制 在锅底设置了温度传感器，可实现对温度的自动控制。控制方式可由生产厂家选择上、下限控制 或模糊控制。用户可根据实际需要，设置若干个不同温度档。 定时 定时时间可由用户自由设定，定时时间到后自动关机。 无锅检测 可自动侦测炉台上有无锅，无锅时，禁止输出IGBT驱动脉冲。 报警 A、市电电压过压、欠压报警 B、IGBT温度过高、传感器断路报警 C、锅底温度过高、传感器断路报警 D、负荷电流过大报警 E、风扇运转不正常报警(有异物进入卡住、线圈匝间短路、断路) 测试工作方式 为方便进行生产调试，提供测试工作方式，取消无锅检测及报警功能。数据窗宽为N/3+1，在N=12时有： iA2(k)=1/3[iA(k)+iB(k-4)+ic(k-1)] (12) (2)装有两相电流互感器的线路负序分量的计算 离散化后得： 这种算法要求数据窗的宽度为1/3个工频周期，取N/12时有： 通过上述算法求出负序电流瞬时值后，可采用全波傅氏算法或其他方法来计算负序电流[4]。 采用负序算法输出一般受负荷、谐波分量和系统频率偏差等因素的影响，因此会有的不平衡输出，而且系统在发生三相短路时也会有暂态输出[5]。软件设计时，需要进行的补偿。

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