應用PIC16F1938中IIC讀取LM75A溫度
一．概述
LM75A是一個高精度溫度傳感器，精度高達0.125℃，可以采集的溫度範圍是-55℃~125℃。PIC16F1938可以通過IIC通信方式對LM75A裏面的溫度寄存器直接讀取，並可設置相關的配置寄存器。每個LM75A的地址信號前四位是一樣的（由不同生產廠家決定1001），有三位可選的邏輯地址管腳（A0，A1，A2）,因此IIC總線上可以支持同時掛載8個LM75A芯片。LM75A有不同的工作模式，正常模式下是監控環境溫度，通過IIC總線讀取；OS輸出模式有兩種可選的工作模式：OS比較模式和OS中斷模式，OS輸出高低電平來判斷溫度是否超過設定閾值，默認情況下溫度閾值為80℃，滯後溫度閾值為75
二．LM75A管腳
三．LM75A內部寄存器
1.溫度寄存器Temp（地址0x00）
溫度寄存器中一共有兩個數據字節，高數據字節（MS）和低數據字節（LS），其中高數據字節是溫度數據的整數部分範圍為-25℃~到+125℃，高數據字節第7位是符號位。低數據字節只有高三位有效，即將1℃分為8份，所以精度為0.125℃。
下面是手冊上給出的一些溫度值示例。
2.配置寄存器Conf（地址0x01）
配置寄存器為8位可讀可寫寄存器，功能如下。
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B7~B5 |
B4~B3 |
B2 |
B1 |
B0 |
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保留 |
OS故障列隊 |
OS極性 |
OS比較/中斷 |
關斷 |
OS故障列隊：用於故障列隊編程，0,1,2,3，代表隊列值1,2,4,6，默認是0；
OS極性：有效電平選擇，1代表OS高有效，0代表OS低有效；
OS比較/中斷：比較中斷模式選擇，1代表OS工作與中斷模式，0代表OS工作於比較模式。
關斷：期間模式選擇，1代表關斷，0代表正常模式。
3.滯後溫度寄存器Thyst（地址0x02）
滯後溫度寄存器可讀可寫，提供了溫度下限溫度，默認為75℃。每次采樣溫度到Temp中和下限溫度比較，低於下限溫度會在OS腳做出相應反應。
4.過溫關斷門限溫度寄存器Tos（地址0x03）
過溫關斷門限溫度寄存器可讀可寫，提供了溫度上限溫度，默認為80℃。每次采樣溫度到Temp中和上限溫度比較，高於下限溫度會在OS腳做出相應反應。過溫關斷門限溫度寄存器和滯後溫度寄存器均用9位來存儲溫度，分辨率為0.5℃，數據格式如下；
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D15 |
D14~D8 |
D7 |
D6~D0 |
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符號位 |
溫度值 |
保留 |
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5.地址寄存器Address
地址寄存器的定義如下；
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A7~A4 |
A3~A1 |
A0 |
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1001 |
可選邏輯地址 |
讀/寫 |
A7~A0為固定地址，廠家決定為1001；A3~A1可選地址，對應LM75A的三個地址引腳；A0為讀/寫功能位，1為讀取，0位寫入。
四．PIC16F1938的IIC通訊模塊
內部集成電路總線（I²C）是多主器件串行數據通信總線。器件可以在主/ 從環境下通信，在該環境下，由主器件發起通信。可通過尋址控制從器件。IIC總線指定兩種信號連接：串行時鐘（SCL）和串行數據（SDA）。
1.PIC16F1938配置IIC
將PIC16F1938中的主同步串行端口（MSSP）配置為IIC工作的主發送模式（通過將SSPCON1寄存器中的SSPM置1並將SSPEN置1），主模式下，SCL和SDL均有MCU控制，用戶需要將RC3和RC4引腳設為輸入（TRISC3 置1；TRISC4 置 1；），設置SCL上的時鐘頻率（通過SSPADD寄存器來設置）
2. PIC16F1938中IIC模塊主模式發送序列
- 用戶通過將SSPCON2 寄存器的SEN 位置1 來產生啟動條件。
- 啟動條件完成時， SSPIF 由硬件置1。
- SSPIF 由軟件清零。
- 在發生任何其他操作之前，MSSP 模塊將等待所需的啟動時間。
- 用戶將要發送的從地址裝入SSPBUF。
- 地址將移出SDA 引腳，直到所有8 位發送完畢。寫SSPBUF 時便開始發送。
- MSSP 模塊移入來自從器件的ACK 位，並將其值寫入SSPCON2 寄存器的ACKSTAT 位。
- 在第9 個時鐘周期結束時， MSSP 模塊通過將SSPIF 位置1 產生中斷。
- 用戶將8 位數據裝入SSPBUF。
- 數據被移出SDA 引腳，直到所有8 位發送完畢。
- MSSP 模塊移入來自從器件的ACK 位，並將其值寫入SSPCON2 寄存器的ACKSTAT 位。
- 對於所有發送的數據字節，重復第8-11 步。
- 用戶通過將SSPCON2 寄存器的PEN 或RSEN位置1 來產生停止或重復啟動條件。停止/ 重復啟動條件完成時產生中斷。
3. PIC16F1938中IIC模塊主模式接受序列
- 用戶通過將SSPCON2 寄存器的SEN 位置1 來產生啟動條件。
- 啟動條件完成時， SSPIF 由硬件置1。
- SSPIF 由軟件清零。
- 用戶將要發送的從地址寫入SSPBUF 且R/W 位置1。
- 地址將移出SDA 引腳，直到所有8 位發送完畢。寫SSPBUF 便開始發送。
- MSSP 模塊移入來自從器件的ACK 位，並將其值寫入SSPCON2 寄存器的ACKSTAT 位。
- 在第9 個時鐘周期結束時， MSSP 模塊通過將SSPIF 位置1 產生中斷。
- 用戶將SSPCON2 寄存器的RCEN 位置1，且主器件隨著時鐘移入來自從器件的字節。
- 在SCL 信號的第8 個下降沿之後，SSPIF 和BF置1。
- 主器件清零SSPIF，並從SSPUF 中讀取接收到的字節，清零BF 位。
- 主器件在SSPCON2 寄存器的ACKDT 位中設置將要發送給從器件的ACK 值，並通過將ACKEN位置1 發送ACK。
- 主器件隨著時鐘將ACK 移出到從器件， SSPIF置1。
- 用戶清零SSPIF。
- 對於每個從從器件接收的字節，重復第8-13 步。
- 主器件發送非ACK 或停止位以結束通信。
五．使用PIC16F1936讀取LM75A溫度值
從上面的讀取可以看到PIC16F1936的IIC模塊每次讀取8位，二LM75A的溫度數據是兩個8位存放在一個地址裏面，因此需要讀取1個字節數據後應答0，再接收第2個數據後主機應答1來停止通過過程。具體讀寫C語言代碼如下：
unsigned char IIC_Read_Byte(void)
{
//Read one byte
unsigned char b;
RCEN = 1; //使能IIC接收模式
while (!SSPIF);
SSPIF = 0;
b = SSPBUF;
BF = 0;
return b;
}
void IIC_Write_Byte(unsigned char d)
{
SSPBUF = d; //將從機地址裝入SSPBUF進行傳送,以準備進行數據讀
while (!SSPIF); //等待發送結束
SSPIF = 0; //SSPIF標誌清0
}
void IIC_ACK(unsigned char x)
{
//The master ACK 0 or 1
ACKDT = (x & 0x01); //ACK 0 or 1, 0 is active
ACKEN = 1; //在SDA和SCL引腳上啟動應答順序，並發送ACKDT數據位
while (!SSPIF); //等待應答發送結束
SSPIF = 0; //SSPIF標誌清0
}
void IIC_Start(void)
{
SEN = 1; // Start signal
do
{
RSEN = 1;
}
while (!SSPIF); //等待啟動結束,如果沒啟動，反復重啟動
SSPIF = 0; //SSPIF標誌清0
}
void IIC_Stop(void)
{
PEN = 1; //產生IIC停止信號
while (!SSPIF); //等待發送結束
SSPIF = 0; //SSPIF標誌清0
}
unsigned int IIC_Read_LM75A(void)
{
unsigned char bytebuf1 = 0;
unsigned char bytebuf2 = 0;
unsigned int temp=0;
IIC_Start();
IIC_Write_Byte(0x91);
bytebuf1 = IIC_Read_Byte();
IIC_ACK(0);
bytebuf2 = IIC_Read_Byte();
IIC_ACK(1);
IIC_Stop();
temp= bytebuf1*256+ bytebuf2;
return temp;
}
應用PIC16F1938中IIC讀取LM75A溫度