应用PIC16F1938中IIC读取LM75A温度

一．概述

LM75A是一个高精度温度传感器，精度高达0.125℃，可以采集的温度范围是-55℃~125℃。PIC16F1938可以通过IIC通信方式对LM75A里面的温度寄存器直接读取，并可设置相关的配置寄存器。每个LM75A的地址信号前四位是一样的（由不同生产厂家决定1001），有三位可选的逻辑地址管脚（A0，A1，A2）,因此IIC总线上可以支持同时挂载8个LM75A芯片。LM75A有不同的工作模式，正常模式下是监控环境温度，通过IIC总线读取；OS输出模式有两种可选的工作模式：OS比较模式和OS中断模式，OS输出高低电平来判断温度是否超过设定阈值，默认情况下温度阈值为80℃，滞后温度阈值为75℃。工作电压范围：2.8V~5.5V。

二．LM75A管脚

三．LM75A内部寄存器

1.温度寄存器Temp（地址0x00）

    温度寄存器中一共有两个数据字节，高数据字节（MS）和低数据字节（LS），其中高数据字节是温度数据的整数部分范围为-25℃~到+125℃，高数据字节第7位是符号位。低数据字节只有高三位有效，即将1℃分为8份，所以精度为0.125℃。

下面是手册上给出的一些温度值示例。

2.配置寄存器Conf（地址0x01）

配置寄存器为8位可读可写寄存器，功能如下。

B7~B5	B4~B3	B2	B1	B0
保留	OS故障列队	OS极性	OS比较/中断	关断

OS故障列队：用于故障列队编程，0,1,2,3，代表队列值1,2,4,6，默认是0；

OS极性：有效电平选择，1代表OS高有效，0代表OS低有效；

OS比较/中断：比较中断模式选择，1代表OS工作与中断模式，0代表OS工作于比较模式。

关断：期间模式选择，1代表关断，0代表正常模式。

3.滞后温度寄存器Thyst（地址0x02）

    滞后温度寄存器可读可写，提供了温度下限温度，默认为75℃。每次采样温度到Temp中和下限温度比较，低于下限温度会在OS脚做出相应反应。

4.过温关断门限温度寄存器Tos（地址0x03）

    过温关断门限温度寄存器可读可写，提供了温度上限温度，默认为80℃。每次采样温度到Temp中和上限温度比较，高于下限温度会在OS脚做出相应反应。过温关断门限温度寄存器和滞后温度寄存器均用9位来存储温度，分辨率为0.5℃，数据格式如下；

D15	D14~D8	D7	D6~D0
符号位	温度值		保留

5.地址寄存器Address

    地址寄存器的定义如下；

A7~A4	A3~A1	A0
1001	可选逻辑地址	读/写

A7~A0为固定地址，厂家决定为1001；A3~A1可选地址，对应LM75A的三个地址引脚；A0为读/写功能位，1为读取，0位写入。

四．PIC16F1938的IIC通讯模块

    内部集成电路总线（I²C）是多主器件串行数据通信总线。器件可以在主/ 从环境下通信，在该环境下，由主器件发起通信。可通过寻址控制从器件。IIC总线指定两种信号连接：串行时钟（SCL）和串行数据（SDA）。

1.PIC16F1938配置IIC

将PIC16F1938中的主同步串行端口（MSSP）配置为IIC工作的主发送模式（通过将SSPCON1寄存器中的SSPM置1并将SSPEN置1），主模式下，SCL和SDL均有MCU控制，用户需要将RC3和RC4引脚设为输入（TRISC3 置1；TRISC4 置 1；），设置SCL上的时钟频率（通过SSPADD寄存器来设置）

2. PIC16F1938中IIC模块主模式发送序列

• 用户通过将SSPCON2 寄存器的SEN 位置1 来产生启动条件。
• 启动条件完成时， SSPIF 由硬件置1。
• SSPIF 由软件清零。
• 在发生任何其他操作之前，MSSP 模块将等待所需的启动时间。
• 用户将要发送的从地址装入SSPBUF。
• 地址将移出SDA 引脚，直到所有8 位发送完毕。写SSPBUF 时便开始发送。
• MSSP 模块移入来自从器件的ACK 位，并将其值写入SSPCON2 寄存器的ACKSTAT 位。
• 在第9 个时钟周期结束时， MSSP 模块通过将SSPIF 位置1 产生中断。
• 用户将8 位数据装入SSPBUF。
• 数据被移出SDA 引脚，直到所有8 位发送完毕。
• MSSP 模块移入来自从器件的ACK 位，并将其值写入SSPCON2 寄存器的ACKSTAT 位。
• 对于所有发送的数据字节，重复第8-11 步。
• 用户通过将SSPCON2 寄存器的PEN 或RSEN位置1 来产生停止或重复启动条件。停止/ 重复启动条件完成时产生中断。

3. PIC16F1938中IIC模块主模式接受序列

• 用户通过将SSPCON2 寄存器的SEN 位置1 来产生启动条件。
• 启动条件完成时， SSPIF 由硬件置1。
• SSPIF 由软件清零。
• 用户将要发送的从地址写入SSPBUF 且R/W 位置1。
• 地址将移出SDA 引脚，直到所有8 位发送完毕。写SSPBUF 便开始发送。
• MSSP 模块移入来自从器件的ACK 位，并将其值写入SSPCON2 寄存器的ACKSTAT 位。
• 在第9 个时钟周期结束时， MSSP 模块通过将SSPIF 位置1 产生中断。
• 用户将SSPCON2 寄存器的RCEN 位置1，且主器件随着时钟移入来自从器件的字节。
• 在SCL 信号的第8 个下降沿之后，SSPIF 和BF置1。
• 主器件清零SSPIF，并从SSPUF 中读取接收到的字节，清零BF 位。
• 主器件在SSPCON2 寄存器的ACKDT 位中设置将要发送给从器件的ACK 值，并通过将ACKEN位置1 发送ACK。
• 主器件随着时钟将ACK 移出到从器件， SSPIF置1。
• 用户清零SSPIF。
• 对于每个从从器件接收的字节，重复第8-13 步。
• 主器件发送非ACK 或停止位以结束通信。

五．使用PIC16F1936读取LM75A温度值

    从上面的读取可以看到PIC16F1936的IIC模块每次读取8位，二LM75A的温度数据是两个8位存放在一个地址里面，因此需要读取1个字节数据后应答0，再接收第2个数据后主机应答1来停止通过过程。具体读写C语言代码如下：

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; //将从机地址装入SSPBUF进行传送,以准备进行数据读
    while (!SSPIF); //等待发送结束
    SSPIF = 0; //SSPIF标志清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引脚上启动应答顺序，并发送ACKDT数据位
    while (!SSPIF); //等待应答发送结束
    SSPIF = 0; //SSPIF标志清0
}

void IIC_Start(void)
{
    SEN = 1; // Start signal
    //  asm("CLRWDT");
    //  asm("CLRWDT");
    do
    {
        RSEN = 1;
    }
    while (!SSPIF); //等待启动结束,如果没启动，反复重启动
    SSPIF = 0; //SSPIF标志清0
}

void IIC_Stop(void)
{
    PEN = 1; //产生IIC停止信号
    while (!SSPIF); //等待发送结束
    SSPIF = 0; //SSPIF标志清0
}

unsigned int IIC_Read_LM75A(void)
{
    // Read procedure = PDF274
    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();
    if ((bytebuf1 != 0xff))
    {
        //temp|=0x8000;
        temp+=bytebuf1;
    }
    return temp;
}