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摘要: MLX90614 系列模块是一组遇用时红外测温俣块。 在出厂前该模块已进行校验及线
性化，具有非接触、体积小、精度高，成本低等优点。被测目标温度和环境温度能通过单通
道输出，并有两种输出接口，适合于汽车空调、室内暖气、家用电器、手持设备以及医疗设
备应用等。本文以MLX90614AAA为例介绍其原理和应用。
1引言
一般来说，测温方式可分为接触式和非接触式,接触式测温只能测量被测物体与测温传
感器达到热平衡后的温度,所以响应时间长，且极易受环境温度的影响:而红外测温是根据
被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,不与被测物体接触，具有影响动被测物体温度
分布场，温度分辨率高、响应速度快、测温范围广、不受测温上限的限制、稳定性好等特点，
近年来在家庭自动化、汽车电子、航空和军事上得到越来越广^泛的应用。
2测温原理概述
物体红外辐射能量的大小和波长的分布与其表面温度关系密切。因此,通过对物体自身
红外辐射的测量，能准确地确定其表面温度，红外测温就是利用这一- 原理测量温度的。红外
测温器由光学系统、光电探测器、信号放大器和信号处理及输出等部分组成。光学系统汇聚
其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚
焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器
内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
PWM的全称是Pulse Width Modulation (脉冲宽度调制)即通过调节脉冲的周期、宽度,
以达到变压、变频的目的，数字式脉宽调制方式中，数字是控制信号，通过改变高低电平数
的比值达到改变占空比的目的，PWM控制电路在开关稳压电源、不间断电源(UPS)以及
直流电机调速，交流电机变频调速等控制电路中有着广泛应用。
SMBus( System Management Bus, )是1995年由intel公司提出的一-种高效同步串行总线，
SMBus只有两根信号线:双向数据线和时钟信号线，容许CPU与各种外围接口器件以串行方
式进行通信、交换信息,即可以提高传输速度也可以减小器件的资源占用，另外即使在没有
SMBus接口的单片机上也可利用软件进行模拟。
Melexis公司生产的MLX90614系列测温模块是应用非常方便的红外测温装置，其所有
的模块都在出厂前进行了校验，并且可以直接输出线性或准线性信号，具有很好的互换性，
免去了复杂的校正过程。
该模块以81101热电元件作为红外感应部分。输出是被测物体温度(TO)与传感器自身
温度(Ta) 共同作用的结果，理想情况下热电元件的输出电压为:
Vir= A4(To*-Ta*)//其中*请手动替换成4.
其中温度单位均为Kelvin, A为元件的灵敏度常数。
目标温度和环境温度由81101内置的热电偶测定测量,从81101中输出的两路温度信号
分别经内部MLX90302器件.上高性能、低噪声的斩波稳态放大器放大再经-一个17-bit 的模
数转换器(ADC)和强大的数字信号处理(DSP)单元后输出。
该系列模块的温度解析度可达0.01°C, 体积小巧，被测目标和环境温度能通过单通道
(由MLX90302内的状态机控制)输出，有两种输出方式: PWM输出、可编程SMBus输
出，适于多种应用环境，下面以MLX90614为例，重点介绍其特性和使用方法。
通过SMBus编程可以更改模块EEPROM内的预设值并按照应用要求进行配置，并可
以读出EEPROM内的配置信息:还可以读出模块RAM内温度等数据.
MLX90614有适用于3伏和5伏电源操作的两种类型。由于3伏型其小于2毫安的电流
消耗，它非常适用于手提装置和电池动力装置。为此，传感器也具有一个节能“休眠”模式,
此时电流消耗可低于2毫安。对于12伏汽车电池直接供电的情况，5伏型包含的电子部件
可与几个外部元件一起在较高电压下运行。
3.2 MLX90614存储器
3.2.1EEPROM
只有某些存储单元用户能够写入，但可以读出全部存储单元。
MLX90614的EEPROM有32个16位存储单元，其中存储单元Tomax,Tomin,Ta分别是
用户物体温度上下限和环境温度范围，PWMCTRL是PWM配置寄存器.
3.2.2RAM
用户不能向RAM写入数据，但可以读一些存储单元。
MLX90614的RAM有32个17位存储单元，其中T,TOou1,ToB2是环境温度 和物体温度,
在SMBus方式下，可以从这几个存储单元读出环境和被测物体的温度。
4应用设计
4.1 MLX90614测温特性
4.1.1 MLX90614的SMBus协议
4.1.2读器件(命令决定是读RAM或EEPROM)数据格式
4.1.3 写器件(命令决定是写RAM或EEPROM)数据格式
4.1.4数据传输时序
4.2单片机接口电路
PWM/SDA.上的数据在SCL变为低电平300n后即可改变，数据在SCL的上升沿被捕
获。16位数据分两次传输，每次传-一个字节。每个字节都是按照高位(MSB)在前，低位(LSB)
在后的格式传输，两个字节中间的第九个时钟是应答时钟。
4.2单片机接口电路
MLX90614BCC与单片机连接的硬件电路如图4所示。SCL、PWM/SDA管脚直接连接
MCU的普通I/O口即可，由于MLX90614AAA的输入输出接口是漏级开路(OD)结构,
需要加上拉电阻。多个MLX90614可以用于一个系统中，每个MLX90614对应一个不同地
址，通过地址的不同而访问不同的MLX90614,最多可以达到127个。
