0.5℃精度、12bitADC、超低功耗、1-wire 接口数字温度传感芯片——MY18E20、MY18E20-15、MY1820、MY1820-15
1 概述
MY18E20、MY18E20-15、MY1820、MY1820-15是敏源传感数字模拟混合信号温度传感芯片，最高测温精度为-10°C到+85°C范围±0.5℃，用户无需进行校准。其中，MY18E20、MY1820为500ms测温；MY18E20-15、MY1820-15为15ms快速测温。
温度芯片感温原理基于CMOS半导体PN节温度与带隙电压的特性关系，经过小信号放大、模数转换、数字校准补偿后，数字总线输出，具有精度高、一致性好、功耗低、可编程配置灵活、寿命长等优点。
温度芯片内置14bit ADC，分辨率0.0125℃，默认出厂配置12 bit ADC，工作范围-55°C到+125°。芯片在出厂前经过100%的测试校准，根据温度误差特性进行校准系数的拟合，芯片内部自动进行补偿计算。为了简化系统应用，芯片的ID搜索、测温数据内存访问、功能配置等均基于数字单总线协议指令，上位机微处理器只需要一个GPIO端口便可进行读写访问。单总线通信接口通过共用一根数据总线来实现多节点传感采集与组网的低成本方案，传输距离远、支持节点数多，便于空间分布式传感组网。最多可支持100个节点100至500米长的测温节点串联组网。
芯片内置非易失性E2PROM存储单元，用于保存芯片ID号、高低温报警阈值、温度校准修正值以及用户自定义信息，如传感器节点编号、位置信息等。
2 特性
- 测温精度：±0.5℃（最大）（-10°C到+85°C）
- 测温范围：-55°C ~ +125°C
- 低功耗：典型待机电流0.2µA@5V，最大测温峰值功耗0.3mA@5V
- 宽工作电压范围：1.8V-5.5V
- 感温分辨率：12 bit ADC，分辨率0.0625°C ;可配置14bit ADC ，分辨率0.0125℃
- 温度转换时间可配置：500ms/15ms
- 80 bit额外E2PROM空间用于存放用户信息
- 每颗芯片有64bit的ID序列号，便于多点组网寻址
- 用户可自行设置报警值
- 标准单总线接口，适用于分布式多节点测温
3 应用
- 工业监控
- 智能硬件
- 智慧农业
- 仪器仪表
- 智能家电
- 多点串联测温
产品信息
| 型号 | 0.5℃精度区间 | 封装 |
| MY18E20 | -10℃ to +85℃ | TO-92 |
| MY18E20-15 | -10℃ to +85℃ | TO-92 |
| MY1820 | -10℃ to +85℃ | TO92S |
| MY1820-15 | -10℃ to +85℃ | TO92S |
4 封装管脚描述及实物图
4.1 MY18E20/MY18E20-15封装管脚图（TO-92直插型）
|
管脚编号 |
管脚名称 |
I/O |
说明 |
|
1 |
GND |
— |
地 |
|
2 |
DQ |
输入/输出 |
单总线数字接口 |
|
3 |
VDD |
— |
电源 |
4.2 MY1820/MY1820-15封装管脚图（TO92S小直插型）
|
管脚编号 |
管脚名称 |
I/O |
说明 |
|
1 |
GND |
— |
地 |
|
2 |
DQ |
输入/输出 |
单总线数字接口 |
|
3 |
VDD |
— |
电源 |
5 结构框图
注：芯片内部系统构成以MY18E20为例，MY18E20-15、MY1820、MY1820-15等同。
MY18E20的原理框图见上图。64位ROM存储了器件的唯一ID序列码。暂存器包含了两个字节的温度寄存器，存储来自于温度传感器的数字输出。另外，暂存器提供了一高一低两个报警触发阈值寄存器（TH和TL）。配置寄存器允许用户设定温度数字转换的分辨率为9, 10，11，12位。14位分辨率需要专门定制。另外提供10个字节的数据空间供用户使用。数据可存入非易失性存储，芯片掉电时数据不会丢失。
MY18E20使用单总线协议，总线通讯通过一根控制信号线实现。控制线需要搭配一个弱上拉电阻，这样所有的器件都通过三态或者开漏极端口（即 MY18E20 DQ引脚）连接到总线上。在这个总线系统中，单片机（主机）通过每个器件的唯一64位编码识别并寻址总线上的器件。因为每个器件都有唯一的编码，理论上挂在总线上并可以被寻址的设备数量是无限的。单总线协议，包括详细的指令与时隙描述，在单总线系统章节有详细描述。
6 典型应用电路
备注1：长线缆或多点驱动条件下，请尽可能保证供电电压在3.3V以上。
备注2：长线缆或多点驱动条件下，上拉阻值优先考虑1K阻值。
备注3：5V电压、1K上拉电阻条件下，单总线可串联100颗MY18E20/MY1820，线缆最长可达500米。
7 电气特性
7.1 绝对最大额定值
任意引脚到地电压值：-0.5V to +6.0V
工作温度范围：-55°C to +125°C
存储温度范围：-55°C to +125°C
焊接温度：参考 IPC/JEDEC J-STD-020 规范
注：这些仅为极限参数下，对于器件在此极限条件或高于此极限条件的环境中的功能运行，本规格书并不适用。长期暴露于此极限环境会影响器件的可靠性。
7.2 直流电气特性
-55℃到+125℃；VDD=1.8V到5.5V
|
参数 |
符号 |
条件 |
最小 |
典型 |
最大 |
单位 |
备注 |
|
供电电压 |
VDD |
电源供电电压 |
+1.8 |
— |
+5.5 |
V |
1 |
|
温度误差 |
tERR |
-10°C到+85°C |
— |
— |
±0.5 |
°C |
|
|
-55°C到+125°C |
— |
— |
±1.5 |
||||
|
输入逻辑低 |
VIL |
5V电源 |
— |
1.46 |
— |
V |
1,2 |
|
3V电源 |
— |
0.95 |
— |
||||
|
输入逻辑高 |
VIH |
5V电源 |
— |
1.56 |
— |
V |
1,3 |
|
3V电源 |
— |
1.08 |
— |
||||
|
下拉电流 |
IL |
VI/O=0.4V |
4.0 |
— |
— |
mA |
1 |
|
待机电流 |
IDDS |
— |
— |
200 |
1000 |
nA |
4 |
|
工作电流 |
IDD |
VDD=5V |
— |
40 |
350 |
µA |
5 |
|
DQ输入电流 |
IDQ |
— |
— |
5 |
— |
µA |
6 |
|
上拉电阻值 |
Ru |
— |
1 |
2.2 |
4.7 |
KΩ |
7 |
|
上拉电压 |
Vup |
— |
+1.8 |
— |
+5 |
V |
1,8 |
备注：
1）所有电压以地为参考。
2）逻辑高规范条件为1mA源电流。
3）待机电流规范条件最高到+70°C。+125°C条件下的待机电流典型值为3 µA。
4）为了最小化IDDS，DQ应该在以下范围内：GND≤DQ≤GND+0.3V或VDD-0.3V≤DQ≤VDD。
5）工作电流指温度转换或E2PROM读写操作期间的峰值供电电流；读写操作功耗典型值40µA，测温峰值功耗350µA。
6）DQ线是高阻态时测量。
7）上拉电阻Rup指的是DQ 到VDD 之间的电阻值。
8）为了不影响长线缆通信，推荐3.3V~5V范围。
7.3 交流电气特性-非易失性存储器
-55℃到+125℃；VDD=1.8V到5.5V
|
参数 |
符号 |
条件 |
最低 |
典型 |
最大 |
单位 |
|
非易失存储写周期 |
tWR |
— |
— |
— |
40 |
ms |
|
E2PROM写次数 |
NEEWR |
-55°C到+55°C |
50000 |
— |
— |
次 |
|
E2PROM数据保留 |
tEEDR |
-55°C到+55°C |
— |
10 |
— |
年 |
7.4 交流电气特性
-55℃到+125℃；VDD=1.8V到5.5V
|
参数 |
符号 |
条件 |
最小 |
典型 |
最大 |
单位 |
|
温度转化时间 |
tCONV |
见备注 |
15 |
100 |
500 |
ms |
|
时隙长度 |
tSLOT |
见备注 |
60 |
— |
120 |
µs |
|
恢复时间 |
tREC |
见备注 |
1 |
5 |
— |
µs |
|
写0低电平时间 |
tLOW0 |
见备注 |
60 |
60 |
120 |
µs |
|
写1低电平时间 |
tLOW1 |
见备注 |
1 |
5 |
15 |
µs |
|
读数据有效时间 |
tRDV |
见备注 |
— |
5 |
15 |
µs |
|
复位低电平时间 |
tRSTL |
见备注 |
480 |
960 |
— |
µs |
|
存在检测高电平时间 |
tPDHIGH |
见备注 |
15 |
30 |
60 |
µs |
|
存在检测低电平时间 |
tPDLOW |
见备注 |
60 |
115 |
240 |
µs |
8 芯片封装尺寸图
8.1 MY18E20/MY18E20-15封装图（TO-92直插型）
8.2 MY1820/MY1820-15封装图（TO-92S小直插型）
