5.4串行溫度傳感器TC72的使用江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能工程學(xué)院能力目標(biāo)：

在了解SPI總線通信規(guī)則的基礎(chǔ)上，掌握讀寫(xiě)溫度傳感器芯片TC72讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的方法，并能編寫(xiě)相應(yīng)的STM32程序。任務(wù)要求：仿真電路如圖所示，單片機(jī)每隔1秒鐘讀取一次溫度傳感器TC72的溫度值，并通過(guò)串口將讀取的溫度值發(fā)送出去。串口通信參數(shù)：19200-N-1。5.4.1SPI總線簡(jiǎn)介（1）SPI總線概述

SPI（SerialPeripheralInterface，串行外設(shè)接口）是美國(guó)Motorola公司推出的一種同步串行通信接口，用于微處理器與外圍芯片之間的串行連接。SPI目前已成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，世界各大半導(dǎo)體公司均推出帶有SPI接口的微處理器與外圍器件。SPI采用主從式通信模式，通常為一主多從結(jié)構(gòu)，通信時(shí)鐘由主機(jī)控制，在時(shí)鐘信號(hào)的作用下，數(shù)據(jù)先傳送高位，再傳送低位。Motorola公司沒(méi)有規(guī)定SPI協(xié)議的通信速度，因此通信速度應(yīng)根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目中主機(jī)和從機(jī)的通信能力而定。（2）接口定義SPI通信至少需要4根線：●SCLK，時(shí)鐘線，用于提供通信所需的時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)；●MOSI，主出從入數(shù)據(jù)線，對(duì)于主機(jī)而言作為數(shù)據(jù)輸出總線，對(duì)于從機(jī)而言作為數(shù)據(jù)輸入總線；●MISO，主入從出數(shù)據(jù)線，對(duì)于主機(jī)而言作為數(shù)據(jù)輸入總線，對(duì)于從機(jī)而言作為數(shù)據(jù)輸出總線；●，片選信號(hào)，低電平有效。但本次任務(wù)涉及的TC72例外，有效電平為高電平。如圖所示為一主多從SPI總線硬件連接示意圖。（3）通信時(shí)序SPI通信的工作時(shí)序有四種，如所示，具體由CPHA（ClockPhase，時(shí)鐘相位）和CPOL（ClockPolarity，時(shí)鐘極性）決定。CPHA=0時(shí)的SPI工作時(shí)序CPHA=1時(shí)的SPI工作時(shí)序CPHA和CPOL的作用為：●CPHA，CPHA=0時(shí)，信號(hào)采樣時(shí)刻為兩個(gè)空閑狀態(tài)之間的第一個(gè)邊沿；CPHA=1時(shí)，信號(hào)采樣時(shí)刻為兩個(gè)空閑狀態(tài)之間的第二個(gè)邊沿。●CPOL，CPOL=0時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)SCK空閑為低電平；CPOL=1時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)SCK空閑為高電平。因此，SPI的四種通信模式總結(jié)如下表所示。通信模式CPHACPOL說(shuō)明MODE000SCK空閑為低電平，上升沿時(shí)刻采樣MODE110SCK空閑為低電平，下降沿時(shí)刻采樣MODE201SCK空閑為高電平，下降沿時(shí)刻采樣MODE311SCK空閑為高電平，上升沿時(shí)刻采樣5.4.2TC72簡(jiǎn)介T(mén)C72是美國(guó)MicroChip公司出品的串行溫度傳感芯片，兼容SPI接口，溫度測(cè)量范圍為-55~+125℃，分辨率為10位（0.25℃/Bit）。TC72的工作電壓為2.65~5.5V，能適應(yīng)目前市面上主流的3.3V和5.0V工作電壓的單片機(jī)。TC72芯片引腳排序及實(shí)物如下圖所示。8個(gè)引腳的功能分別如下表所示。引腳序號(hào)名稱功能引腳序號(hào)名稱功能8VDD電源正極6SDI數(shù)據(jù)輸入線4GND電源負(fù)極5SDO數(shù)據(jù)輸出線2CE片選線（高電平有效）1NC空引腳3SCK時(shí)鐘輸入線7NC空引腳TC72的工作模式有：●連續(xù)轉(zhuǎn)換模式（ContinuousConversionMode），每隔約150毫秒進(jìn)行一次溫度轉(zhuǎn)換；●單次轉(zhuǎn)換模式（One-ShotMode），轉(zhuǎn)換一次后就進(jìn)入省電模式。TC72的寄存器格式如下表所示。TC72的溫度值轉(zhuǎn)換結(jié)果采用左對(duì)齊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，高字節(jié)存放溫度值的整數(shù)部分，最高位T9為符號(hào)位，低字節(jié)高兩位存放溫度值的小數(shù)部分，數(shù)據(jù)以補(bǔ)碼形式存放。寄存器讀地址寫(xiě)地址B7B6B5B4B3B2B1B0控制0x000x80000單次010關(guān)斷溫度LSB0x01N/AT1T0000000溫度MSB0x02N/AT9T8T7T6T5T4T3T2制造商ID0x03N/A010101005.4.3任務(wù)程序的編寫(xiě)STM32F103R6本身自帶一個(gè)SPI通信模塊，但是在實(shí)際應(yīng)用中也有一部分工程師會(huì)選擇使用GPIO引腳模擬SPI的時(shí)序，這樣做的好處是程序代碼便于在不同的處理器上進(jìn)行移植，這一點(diǎn)與上一個(gè)任務(wù)中學(xué)習(xí)的I2C類似。首先是工程的圖形化配置，如右圖所示。然后設(shè)定串口USART1，一