作為自然界最敏銳的“通用語(yǔ)言”之一，從破土而出的植物新芽到鋼鐵熔爐中的熾熱火焰，溫度一直都在無(wú)聲地影響著萬(wàn)物運(yùn)行的節(jié)奏，它不僅是農(nóng)業(yè)播種與收獲、牧業(yè)養(yǎng)殖與繁育、工業(yè)材料加工與產(chǎn)品制造等領(lǐng)域的關(guān)鍵生產(chǎn)因素之一，更是所有地球生物賴以生存的重要?dú)夂騾?shù)。

因此，如何更好地“讀懂”溫度已成為各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效的重要突破點(diǎn)之一，而數(shù)字溫度傳感器就是人類通過(guò)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓溫度實(shí)現(xiàn)快速“說(shuō)話”的重要途徑。數(shù)字溫度傳感器是一種能直接輸出數(shù)字信號(hào)的傳感器，具有微型化、易集成、低功耗與高精度等優(yōu)勢(shì)，已被廣泛應(yīng)用于可穿戴設(shè)備、醫(yī)療監(jiān)測(cè)、工業(yè)自動(dòng)化、智能家居與智能樓宇等領(lǐng)域之中。

數(shù)字溫度傳感器，溫度感知的“智慧大腦”

例如，華普微自主研發(fā)的T09就是一款高性能的數(shù)字溫度傳感器。T09測(cè)量精度可達(dá)±0.2℃（-10℃~65℃），可在1.71V–3.6V（0℃至125℃）電源電壓范圍內(nèi)工作。同時(shí)，T09還采用了WLCSP封裝技術(shù)，封裝尺寸僅為1.5×1mm，工作電流僅為6 μA，待機(jī)電流僅為0.1μA，可為電池供電或需要移動(dòng)的IoT設(shè)備提供更多的續(xù)航空間與靈活性。

T09是一個(gè)極易集成與使用的解決方案，具備出廠校準(zhǔn)傳感器、集成線性化功能，并支持8個(gè)獨(dú)立的I2C地址配置，可在同一總線上部署8個(gè)T09器件，此外，T09還具備報(bào)警功能，可觸發(fā)中斷等保護(hù)機(jī)制，防止設(shè)備因溫度過(guò)高而損壞。

數(shù)字溫度傳感器T09 功能框圖

如上圖所示，T09由溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器、寄存器組和I2C總線接口等部分組成，可視為一個(gè)完整的數(shù)字溫度傳感器系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，溫度傳感器所生成的模擬信號(hào)會(huì)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)隨后會(huì)由數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行進(jìn)一步處理并寫入寄存器。

T09的寄存器組由TVAL（溫度寄存器-只讀）、CONFIG（配置寄存器-讀/寫）、TLOW（最低溫度報(bào)警寄存器-讀/寫）、THIGH（最高溫度報(bào)警寄存器-讀/寫）以及INDEX（索引）所組成，用戶主機(jī)可通過(guò)I2C總線接口訪問(wèn)這些寄存器以配置T09的運(yùn)行模式或獲取溫度信息。

數(shù)字溫度傳感器T09 帶串行接口的寄存器映射

例如，T09的CONFIG（配置寄存器）是一個(gè)16位寄存器，當(dāng)用戶主機(jī)通過(guò)I2C總線協(xié)議向地址0x1寫入數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)際上就是在修改配置寄存器的16位值；而若是只讀取該地址則是獲取當(dāng)前T09的配置狀態(tài)。

數(shù)字溫度傳感器T09 16位配置寄存器（默認(rèn)狀態(tài)）

示例：若需設(shè)置T09為睡眠模式，用戶主機(jī)可向地址0x1的配置寄存器寫入16位數(shù)據(jù)——0000 0101 1000 0010（位8 SM由0寫為1），T09會(huì)立即按新配置運(yùn)行，進(jìn)入睡眠模式。用戶可通過(guò)靈活配置寄存器，使T09適應(yīng)多種不同的應(yīng)用場(chǎng)景。（注：更多細(xì)節(jié)請(qǐng)閱讀T09產(chǎn)品規(guī)格書）

數(shù)字溫度傳感器，賦能設(shè)備溫度“感知神經(jīng)”

數(shù)字溫度傳感器T09可通過(guò)I2C總線接口直接與數(shù)字電路連接，其不僅能簡(jiǎn)化溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的電路設(shè)計(jì)，降低系統(tǒng)成本，還能提升系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性。

數(shù)字溫度傳感器T09 應(yīng)用原理圖

在智能家居方面，通過(guò)將數(shù)字溫度傳感器嵌入到空調(diào)、地暖等智能家居設(shè)備中，即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度，并根據(jù)寄存器設(shè)置的溫度閥值自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備的工作狀態(tài)，從而能在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的同時(shí)，提高用戶的生活舒適度。

在可穿戴設(shè)備方面，通過(guò)將數(shù)字溫度傳感器嵌入到智能手表、智能手環(huán)等智電子設(shè)備中，即可精準(zhǔn)捕捉人體的溫度波動(dòng)。同時(shí)，通過(guò)寄存器設(shè)置最低溫度與最高溫度的報(bào)警值，還能在人體體溫持續(xù)超過(guò)溫度閾值時(shí)，通過(guò)振動(dòng)或其他方式警報(bào)人體溫度正處于異常狀態(tài)。

展望未來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)的深度融合，數(shù)字溫度傳感器將不僅僅是溫度的“感知神經(jīng)”，更將成為智能系統(tǒng)中的“智慧哨兵”，在預(yù)防性維護(hù)、能源管理、健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中發(fā)揮出更加不可替代的作用。