大多數32位MCU都有一項非常實用的功能——內部集成了一個溫度傳感器，這個溫度傳感器產生一個隨溫度線性變化的電壓VTS。

因為是內置, 測試的當然是芯片內部溫度, 這對控制芯片發熱和保障MCU健康運行非常重要。對于一些惡劣的應用環境，可以通過檢測芯片內部而感知設備的工作環境溫度, 如果溫度過高或者過低，就觸發進入睡眠狀態或者停止運轉，以提高設備運行的可靠性。

圖1. AT32單片機芯片內含溫度傳感器

如果芯片外接負載不變，那么芯片的發熱也基本穩定，相對于外界的溫度而言，溫度變化值也是基本穩定的。就是說，也可以用MCU芯片的內置傳感器來測量外界環境的溫度。以下以AT32 MCU為例，說明內置溫度傳感器應用和評估測試方法，并提供測試數據供使用者設計參考。

內部傳感器特性

AT32單片機芯片內含溫度傳感器，它產生一個隨溫度線性變化的電壓，在內部被連接到ADC1_IN16的輸入通道上，用于將傳感器的輸出轉換到數字數值。

圖2. AT32 MCU的溫度傳感器特性

以AT32F413為例，只要遵守以下公式，即可求得目前溫度傳感器量測出的溫度：

溫度(°C) = {(V25 - VSENSE) / Avg_Slope} + 25

這里：V25 = VSENSE在25 °C時的數值，Avg_Slope = 溫度與VSENSE曲線的平均斜率(單位為mV/°C)，VSENSE為溫度傳感器經由ADC轉換出的電壓換算成mV，再依照上述公式，只要將V25帶入典型值1280mV，Avg_Slope帶入-4.20mV/°C即可求得。

圖3為套用典型值計算出的溫度與傳感器輸出電壓(VSENSE)的特性曲線。

圖3. VSENSE對溫度理想曲線圖

應用此溫度傳感器需注意因生產過程的變化，每個芯片的溫度傳感器V25具有相對大的偏移，若以Avg_Slope典型值來換算相當于47.6°C，最小值與最大值一般會有最多200mV的誤差。因此，內部溫度傳感器更適合于檢測溫度的變化，而不是測量絕對的溫度。

內部溫度傳感器的使用

AT32芯片的溫度傳感器在內部被連接到ADC1_IN16的輸入通道上，用于將傳感器的輸出轉換到數字數值。這個數值為溫度的變化數，而非絕對溫度。

AT32芯片溫度傳感器為內部弱電壓源，ADC進行采樣時需要足夠時間讓VSENSE輸出為采樣電路達到充放電平衡而穩定，使用者需確實遵照數據手冊中的TS_TEMP參數為內部溫度傳感器設置足夠的采樣時間，以獲得正確的轉換數值。

在3.6V、3.3V和2.6V操作電壓下，不同AT32溫度傳感器的Avg_Slope在各電壓條件下幾乎一致。但細部分析，就發現各芯片V25參數之間具有相對較大的差異，這是造成AT32溫度傳感器量測與實際溫度徧差的主要原因。若以軟件校正偏移量(offset)后或僅作為相對溫度量測時，在芯片全溫度-40到105°C操作范圍內，溫度誤差(線性度)可以達到±2°C之內。

但若未做偏移校正或用以量測絕對溫度，因溫度傳感器本身架構于芯片生產過程的變化，溫度變化曲線的偏移在不同芯片上會有明顯差異。因此，建議AT32芯片內部溫度傳感器僅用作檢測溫度的變化，而不是測量絕對的溫度。如果需要測量精確的溫度值，應該使用一個外置的溫度傳感器。

審核編輯：湯梓紅