用傳統的水銀或酒精溫度計來測量溫度，不僅測量時間長、讀數不方便、而且功能單一，已經不能滿足人們在數字化時代的要求。本文提出了一種新型的數字式溫度測量電路的設計方案。某公司最新研制了一款高精度數字溫度傳感器芯片SD5075，兼容ADT75/LM75A/TMP75，且價格更低，精度更高，可替代性好，本文將重點介紹。
【系統組成】
整個系統由數字溫度傳感器、單片機、顯示、按鍵和電源這幾個部分組成。
電路設計見下圖：
SD5075可設置遲滯閾值寄存器和過溫閾值寄存器。如果實際測試環境溫度高于設置的過溫閾值寄存器則通過開漏引腳ALARM輸出報警 信號。實際環境溫度低于遲滯閾值寄存器則解除報警信號。Alarm輸出有2種可選的工作模式：Alarm比較器模式和Alarm中斷模式。Alarm輸出可選擇高電平或低電平有效。詳細的操作流程可參考SDIC官方網站的SD5075單總線數字溫度傳感器規格書。
SD5075介紹：
SD5075是一款高準確度溫度傳感器芯片，內含高精度測溫ADC，在-40℃~ +100℃范圍內典型誤差小于±0.5℃，在-55℃~ +125℃范圍內典型誤差小于±1.0℃。通過兩線I2C/SMBus接口可以很方便與其他設備建立通信。設置A2 ~ A0的地址線，可支持8片芯片并聯總線連接。
SD5075典型應用框圖：
本芯片可選3種工作模式：連續測溫模式，單次測溫模式，關斷模式。可根據速度或功耗的需求靈活選擇和配置。
SD5075特點：
1、12位數字溫度讀數，分辨率為0.0625℃。
2、在-40℃～+100℃范圍內最大誤差±0.8℃，在-55℃～+125℃范圍內最大誤差±1.5℃。
3、2線通信接口，跟I2C/SMBUS協議兼容。
4、提供過溫報警功能，可設置過溫閾值及遲滯恢復閾值。
5、可選連續測溫模式或單次測溫模式。
6、低功耗：連續測溫時典型工作電流只有170uA，關斷模式工作電流小于1uA.
7、工作電壓范圍：2.7V～5.5V.
8、管腳兼容ADT75/LM75A/TMP75.
SDA：兩線通信數據線
SCL：兩線通信時鐘線
ALARM：作溫度報警或者SMBus Alert用
GND：地
A2-A0：地址選擇信號
VDD：電源
單片機
采用的單片機型號為SD8102，也是杭州晶華微電子研制的。具有16k Bytes OTP空間，256 Bytes SRAM，19個可編程I/O口，3個16位的定時/計數器，內置2M的RC振蕩器。該單片機也可以采用普通的51單片機或PIC單片機替代。
顯示、按鍵和電源
采用5位數碼管顯示，保留1位小數，輸出方式采用動態掃描形式，選擇單片機的5個I/O口作為數碼管的位線和8個I/O口作為數碼管的段線；
通過S0按鍵來切換攝氏度和華氏度顯示。
采用外接電源方式供電（5～12V不需加限流電阻，大于12V時加個470R/3W的限流電阻），通過HT7533降壓為3.3 V給系統各模塊供電。
【軟件設計】
單片機程序流程參考下圖：
結語：
此測溫方案選用的SD5075測溫芯片具有功耗低，測溫精度高和價格便宜等優點，非常適用于普通測溫場合。同時還兼容ADT75/LM75A/TMP75等測溫芯片。
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史海拾趣
關于電源反饋控制電路，網友們可能會提出多種問題，這些問題涵蓋了其工作原理、設計、應用、故障排查及優化等方面。以下是一些常見問題及其簡要回答：
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問題：什么是電源反饋控制電路，它的主要作用是什么？
回答：電源反饋控制電路是一種通過監測電源輸出電壓或電流，并將其與設定值進行比較，然后調整電源輸出以維持設定值的電路。它的主要作用是確保電源輸出的穩定性和準確性，無論負載如何變化，都能保持輸出電壓或電流在預定范圍內。 -
問題：電源反饋控制電路有哪些常見的拓撲結構？
回答：常見的電源反饋控制電路拓撲包括電壓模式控制（Voltage Mode Control, VMC）和電流模式控制（Current Mode Control, CMC）。電壓模式控制主要關注輸出電壓的穩定性，而電流模式控制則在電壓控制的基礎上增加了對輸出電流的直接控制，以提高瞬態響應和穩定性。 -
問題：如何設計有效的電源反饋控制電路？
回答：設計有效的電源反饋控制電路需要考慮多個因素，包括選擇合適的反饋元件（如電阻、電容、電感）、放大器類型（運算放大器、比較器等）、補償網絡設計（以改善穩定性和響應速度）、以及選擇合適的控制策略（如PID控制）。此外，還需要進行仿真和實驗驗證，以確保設計的電路能夠滿足性能指標。 -
問題：電源反饋控制電路中遇到穩定性問題時應該如何解決？
回答：遇到穩定性問題時，首先需要檢查反饋回路中的元件是否匹配良好，特別是補償網絡的設計是否合理。可以通過調整補償網絡的參數（如增加相位裕度）來改善穩定性。此外，檢查控制策略是否適合當前的應用場景，必要時可以更換控制策略或調整控制參數。 -
問題：電源反饋控制電路中的噪聲問題如何解決？
回答：噪聲問題通常來源于電源本身、外部環境或電路內部元件。解決噪聲問題的方法包括使用低噪聲的電源元件、增加濾波電路（如LC濾波器）、優化PCB布局以減少電磁干擾、以及采用差分放大器等噪聲抑制技術。 -
問題：電源反饋控制電路在哪些領域有廣泛應用？
回答：電源反饋控制電路在電子設備的各個領域都有廣泛應用，包括但不限于計算機電源、通信設備、工業控制、汽車電子、醫療設備、LED照明等。這些領域對電源的穩定性和效率要求很高，因此電源反饋控制電路成為不可或缺的一部分。
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