TMP1827数字温度传感器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TMP1827数字温度传感器是一款高精度、1-Wire兼容数字输出温度传感器 与集成2Kb EEprom。该器件还包括SHA-256-HMAC身份验证方案,具有–55°C至+150°C的宽工作温度范围。TMP1827在+10°C至+45°C温度范围内提供高达高达±0.1°C(典型值)/±0.2°C(最大值)的精度。每个器件均具有工厂编程的64位唯一识别码,用于寻址和NIST可追溯性。Texas Instruments TMP1827支持标准速度,用于传统应用和过驱动模式,数据速率为90kbps,可在1.7V至5.5V宽电压范围内实现低延迟通信。

数据手册:*附件:Texas Instruments TMP1827数字温度传感器数据手册.pdf

在最简单的工作模式下,TMP1827 1-Wire接口的数据引脚上集成有8kV IEC-61000-4-2 ESD保护,在总线供电模式下,只需简单的连接和一个接地回线,通过减少电线的数量和外部保护组件来简化和降低成本。VDD电源引脚还可用于可能需要专用电源的应用。

特性

  • 1-Wire 接口 具有多分流共享 总线 和循环 冗余 检查(CRC)。
  • 总线供电工作电压:1.7V至5.5V
  • IEC 61000-4-2 ESD(8kV接触放电)
  • 支持功能安全
    • 来辅助功能安全系统设计的文档
  • 高精度数字温度传感器
    • TMP1827
      • ±0.2°C (最大)从 +10°C 到 +45°C
      • ±0.3°C (最大)从-40℃到 +105°C
      • ±0.4°C (最大)从-55℃到 +150°C
    • TMP1827N
      • ±0.9°C (最大)从-55℃到 +150°C
  • 94µA温度测量电流
  • 1.3µA 关断电流
  • 7.8125m°C (1LSB) 16位温度分辨率
  • 超速速度下的快速数据速率为90kbps
  • 灵活的用户可编程短地址模式,用于更快的器件寻址
  • SHA-256-HMAC认证方案
    • FIPS 180-4 兼容的安全哈希实现
    • FIPS 198-1 compliant HMAC Implementation
  • 2Kb EEPROM功能
    • 以64位块大小进行写入操作
    • 连续读取模式
    • 256位页面大小读取与写入保护
    • 256位页面大小的经过身份验证的写保护模式
    • 编程电流:178µA
  • 用于器件寻址的NIST可追溯出厂编程不可擦除64位标识号
  • 四个可配置的开漏数字输入输出和温度警报

功能框图

数字温度传感器

TMP1827数字温度传感器技术解析与应用指南

一、产品概述

TMP1827是德州仪器(TI)推出的高精度数字温度传感器,集成了2Kbit EEPROM和SHA-256认证功能,兼容1-Wire®总线协议。该器件具有以下核心特性:

  • 工作电压范围‌:1.7V至5.5V(总线或电源供电)
  • 温度测量范围‌:-55°C至+150°C
  • 测量精度‌:
    • TMP1827:±0.2°C(+10°C至+45°C)
    • TMP1827N:±0.9°C(全温度范围)
  • 分辨率‌:16位(7.8125m°C/LSB)
  • 通信速率‌:标准模式8.33kbps,超速模式90kbps
  • 封装‌:8引脚WSON(2.5mm×2.5mm)

二、关键特性与技术优势

1. 温度传感性能

  • 超宽工作温度范围覆盖-55°C至+150°C
  • 低功耗设计:
    • 温度转换电流:94μA(典型值)
    • 待机电流:1.6μA(-55°C至85°C)
  • 快速响应时间:
    • 单层柔性PCB:0.77s(τ=63%)
    • 双层FR4 PCB:1.91s(τ=63%)

2. 安全与存储功能

  • SHA-256-HMAC认证‌:符合FIPS 180-4和FIPS 198-1标准
  • 2Kbit EEPROM‌:
    • 64字节块写入
    • 数据保持:25年@125°C
    • 擦写次数:20,000次@125°C
  • 唯一64位ID‌:工厂预编程,支持NIST溯源

3. 灵活接口设计

  • 支持总线供电和外部供电双模式
  • 4个可配置GPIO(开漏输出)
  • 8kV接触放电ESD保护(IEC 61000-4-2)

三、功能架构

1. 内部框图

TMP1827包含以下功能模块:

  • 1-Wire接口控制器
  • 温度传感器电路(内置热敏晶体管)
  • 16位Σ-Δ ADC
  • 2Kbit用户EEPROM
  • SHA-256-HMAC安全引擎
  • 4个可配置GPIO

2. 引脚配置

引脚名称类型描述
1VDD电源外部供电输入(总线模式接地)
2SDQI/O1-Wire数据线
3ADDR输入电阻地址选择
4GND
5-8IO3-IO0I/O通用IO/温度警报

四、寄存器详解

1. 关键寄存器功能

寄存器地址功能描述
TEMP_RESULT_L/H00h温度结果(16位)
CONFIG_REG104h转换模式、报警模式配置
SHORT_ADDR06h8位短地址
TEMP_ALERT_HIGH/LOW0Ah温度报警阈值
IO_CONFIG-GPIO功能配置

2. 温度数据格式

支持两种格式(通过TEMP_FMT选择):

  • 高精度模式‌(16位):
    • 范围:±256°C
    • 分辨率:7.8125m°C
  • 传统模式‌(12位):
    • 范围:±128°C
    • 分辨率:62.5m°C

五、应用领域

  1. 工业控制‌:PLC温度监测、电机过热保护
  2. 医疗设备‌:CPAP机器、便携式监护仪
  3. 汽车电子‌:电池管理系统(Q100认证)
  4. 物联网‌:冷链监控、智能传感器节点
  5. 消费电子‌:家电温度控制
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