配置寄存器為8位可讀/寫寄存器,數據格式如表2所列。通過配置寄存器設置器件的工作方式。Rl/R0為溫度傳感器轉換分辨率配置位,可以設定內部．A/D轉換器的分辨率及轉換時間:F1/F0為故障排隊次數配置位,當被測溫度連續超過n次(通過設置Fl/F0位),就會有報警輸出;POL為ALERT極性位,通過POL的設置,可以使控制器和ALERT輸出的極性一致:SD用來設置器件是否工作在關斷模式：在關斷模式下,向OS/ALERT位寫l可以開啟一次溫度轉換,在溫度比較模式下,該數據位可提供比較模式的狀態。

4 與PICl8F458單片機的接口

　　TMP101以高精度的測量結果和超小型貼片封裝廣泛應用于各種溫度測量系統、電源管理系統、溫度監控裝置以及恒溫控制裝置中，通過其串行數據接口線SDA和串行時鐘接口線SCL可方便地與微控制器相連接,構成一個溫度測量系統。圖4所示為PIC18F458單片機與TMP101的連接應用電路。

4.1 PICl8F458簡介

　　PICl8F458是美國Microchip公司生產的單片機。片內集成了A/D轉換器、EEPROM存儲器、比較輸出、捕捉輸入、PWM輸出、I2C和SPI接口、異步串行通信(USART)接口電路、CAN總線接口電路、Flash程序存儲器等,功能強大,設計電路簡單可靠。

4.2 TMP101初始化設置

　　要獲取TMP101中的溫度值數據,首先應通過PICl8F458單片機對TMP101內部的配置寄存器、上限溫度寄存器和下限溫度寄存器進行初始化設置。其過程為:PICl8F458單片機對TMP101寫地址,然后寫配置寄存器地址到指針寄存器,最后寫入數據到配置寄存器。PICl8F458單片機對TMP101配置寄存器寫操作的時序如圖5所示,上、下限溫度寄存器的寫時序和配置寄存器的寫時序同理。

4.3 TMP101讀數據

　　讀取TMP101內部溫度寄存器當前值的過程是:首先寫入要讀的TMP101,然后寫入要讀的TMP101內部溫度寄存器,向I2C總線上發送一個"重啟動信號",并將TMP101地址字節也重發一次,改變數據的傳輸方向,從而再進行讀取溫度寄存器的操作。單片機對TMPl01溫度寄存器讀操作的時序如圖6所示。

　　圖6可以解釋為:在串行數據線SDA和串行時鐘線SCL的時序配合下,將PICl8F458單片機的啟動使能位SEN置位建立啟動信號時序,緊接著單片機將要讀的TMP101地址字節寫入緩沖器,并通過單片機內部移位寄存器將字節移送至SDA引腳,8位地址字節的前7位是TMP101的受控地址,后l位為讀/寫控制位(為"O"時表示寫操作)。寫地址字節完成后,在第9個時鐘脈沖周期內,單片機釋放SDA,以便TMP101在地址匹配后,能夠反饋一個有效應答信號供單片機檢測接收。第9個時鐘脈沖之后,SCL引腳保持為低電平,SDA引腳電平保持不變,直到下一個數據字節被送入緩沖器為止。然后再寫入要讀的TMP101內部溫度寄存器地址字節,其過程與TMPl01地址字節的寫操作同理。通過向總線上發送"重啟動信號",改變數據的傳輸方向,此時尋址字節也要重發一次,但對TMP101的地址字節已變為讀操作,再讀取TMP101內部溫度寄存器的地址字節,最后讀出TMP101內部溫度寄存器中的溫度值數據字節,被測溫度值以符號擴展的16位數字量方式串行輸出。單片機每接收一個字節都要反饋一個應答信號,此時要注意單片機反饋的應答信號和TMP101反饋的應答信號是不同的,最后通過設置停止使能位,發送一個停止信號時序到總線上,表明此次通信終止。

5 結束語

　　介紹了基于I2C串行總線接口的數字智能溫度傳感器TMP101的性能、結構和工作原理,以及與PICl8F458單片機的實際應用,并成功地運用到"基于單片機的智能教室控制系統"中,該系統能顯示教室內實際檢測到的溫度值,并通過RS-485通訊數據線傳輸到上位機進行實時顯示,測量結果精度高，系統運行穩定。