MCP9700シリーズ（MCP9700, MCP9700A）の概要と、MCP9700シリーズ用OSS-ECALの提供についてご紹介いたします。MCP9700シリーズは、Microchip Technology製の温度センサ IC（-40～+125℃）です。
MCUインタフェース：ADC
ご注意：このリソースの元の言語は英語です。 翻訳は概要を便宜的に提供するもので、機械翻訳を使用していることがあり、私たちは翻訳の正確性および妥当性につきましては一切保証いたしません。 また、実際の設計などの前には、必ず最新版Datasheetをご参照くださいますようお願いいたします。
MCP9700シリーズ（MCP9701, MCP9701A）
概要
リニア・アクティブ・サーミスタ集積回路（IC）を搭載したMCP9700/9700AおよびMCP9701/9701Aセンサは、温度をアナログ電圧に変換するアナログ温度センサ・ファミリを構成しています。 低コスト、低消費電力のこのセンサは、0℃～+70℃（MCP9700A/9701A）で±2℃、0℃～+70℃（MCP9700/9701）で±4℃の精度を備え、消費電流は6μA（標準）です。サーミスタなどの抵抗センサとは異なり、リニア・アクティブ・サーミスタICは信号調整回路を追加する必要がありません。そのため、サーミスタ・ソリューションのバイアス回路開発のオーバーヘッドを、この低コスト・デバイスからセンサを実装することで回避することができます。電圧出力ピン（VOUT）は、マイクロコントローラのADC入力に直接接続できます。MCP9700/9700AおよびMCP9701/9701Aの温度係数は、それぞれ2.5Vおよび5Vの基準電圧を持つ8ビットADCに対して1℃/ビットの分解能を提供するようにスケーリングされています。MCP9700/9700A は 4.096V 基準の 12 ビット ADC に対して 0.1℃/ビットを出力します。MCP9700/9700AおよびMCP9701/9701Aは、温度の相対変化の測定が必要なアプリケーションに低コストのソリューションを提供します。25℃からの相対温度変化を測定する場合、0℃から+70℃まで±1℃（代表値）の精度を実現できます。この精度は、+25℃でシステム校正を適用することによっても達成できる。 さらに、このデバイス・ファミリーは寄生容量の影響を受けにくく、大きな容量性負荷を駆動できる。このため、デバイスをマイクロコントローラーから離れた場所に配置することができ、プリント回路基板（PCB）レイアウト設計の柔軟性を提供する。また、出力に容量を追加することで、オーバーシュートやアンダーシュートを低減し、出力の過渡応答に役立ちます。しかし、センサー出力の安定性には容量性負荷は必要ありません。
特徴
- 小型アナログ温度センサー
- 利用可能なパッケージ：SC70-5, SOT-23-3, TO-92-3
- 広い温度測定範囲：
-40℃ ～ +125℃（拡張温度）
-40℃ ～ +150℃（高温）(MCP9700、SOT-23-3およびSC70-5のみ） - 精度：
±2°C (max.), 0°C to +70°C (MCP9700A/9701A)
±4°C (max.), 0°C to +70°C (MCP9700/9701) - アナログ・デジタル・コンバーター（ADC）に最適化：
10.0 mV/°C (typical) (MCP9700/9700A)
19.5 mV/°C (typical) (MCP9701/9701A) - 広い動作電圧範囲：
VDD = 2.3V to 5.5V (MCP9700/9700A)
VDD = 3.1V to 5.5V (MCP9701/9701A) - 低動作電流：6 µA（typical）
- 大容量負荷の駆動に最適化
用途
- ハードディスク・ドライブとその他のPC周辺機器
- エンターテインメント・システム
- 家庭用電化製品
- オフィス機器
- バッテリーパックとポータブル機器
- 汎用温度モニタリング
OSS-ECAL仕様
API関数
OSS-ECALのAPI関数は、基本的に定周期Thread（TASK）から関数コールされることを前提としています。
etSTS oMCP9700_START(void)
oMCP9700_START関数は、MCP9700シリーズのAD変換を開始するAPI関数です。
| 戻り値 | etSTS | OSS-ECALステータスコード | |
| eSTS_FIN | 正常終了 | ||
| eSTS_ERR_HAL_ADC | HAL ADCエラー | ||
| eSTS_ERR_OTHERS_RUN | 他のコンポーネントが処理実行中 | ||
| eSTS_ERR_HAL_OTHERS_RUN | 他のアプリケーションがHAL実行中 (STM32F4) | ||
| eSTS_ERR_ADC_OBJECT | AD変換オブジェクト選択エラー |
etSTS oMCP9700_READ( float32* rlt )
oMCP9700_READ関数は、MCP9700シリーズのAD変換の終了を確認し、AD変換値を読み込み、そのAD変換値を温度に特性変換して、その温度をrltに保存するAPI関数です。
AD変換値から温度変換式
電圧値=(AD変換値×VDD)/(2AD bit)
温度＝((電圧値-電圧オフセット値)/ゲイン係数)+温度オフセット値 (Min, Max Limit)
| 戻り値 | etSTS | OSS-ECALステータスコード | |
| eSTS_FIN | 正常終了 | ||
| eSTS_ERR_MIN | 最小温度エラー（rltは最小温度） | ||
| eSTS_ERR_MAX | 最大温度エラー（rltは最大温度） | ||
| eSTS_ERR_HAL_ADC | HAL ADCエラー (STM32F4 Timeout) | ||
| eSTS_ERR_OTHERS_RUN | 他のコンポーネントが処理実行中 | ||
| eSTS_ERR_ADC_OBJECT | AD変換オブジェクト選択エラー | ||
| 引数 OUT | float32* rlt | 温度 -40.0 to 125.0 [°C] |
etSTS oMCP9700_START_READ( float32* rlt )
oMCP9700_START_READ関数は、MCP9700シリーズのAD変換を開始し、AD変換の終了を待ち、AD変換値を読み込み、そのAD変換値を温度に特性変換して、その温度をrltに保存するAPI関数です。
AD変換値から温度変換式
電圧値=(AD変換値×VDD)/(2AD bit)
温度＝((電圧値-電圧オフセット値)/ゲイン係数)+温度オフセット値 (Min, Max Limit)
| 戻り値 | etSTS | OSS-ECALステータスコード | |
| eSTS_FIN | 正常終了 | ||
| eSTS_ERR_MIN | 最小温度エラー（rltは最小温度） | ||
| eSTS_ERR_MAX | 最大温度エラー（rltは最大温度） | ||
| eSTS_ERR_HAL_ADC | HAL ADCエラー (STM32F4 Timeout) | ||
| eSTS_ERR_OTHERS_RUN | 他のコンポーネントが処理実行中 | ||
| eSTS_ERR_HAL_OTHERS_RUN | 他のアプリケーションがHAL実行中 (STM32F4) | ||
| eSTS_ERR_ADC_OBJECT | AD変換オブジェクト選択エラー | ||
| 引数 OUT | float32* rlt | 温度 -40.0 to 125.0 [°C] |
HALサポート
OSS-ECALのHAL対応は、次の通りです。（順次拡大中）尚、同じHALであってもVerやMCU、開発環境が異なると動作が合わない場合がありますので、ご注意ください。
| メーカ | SDK/IDE ツール | HAL名称 | Ver | HALNAME | Support |
|---|---|---|---|---|---|
| Arduino | Arduino IDE | Arduino | 1.8.6 | ARDUINO | X |
| Arm | Keil MDK v6 | Mbed OS | 6.17.0 | MBED | X |
| Debian | – | GNU/Linux | 10.3 | Linux | X |
| Infineon | ModusToolbox | mtb-hal-cat1 | 2.4.3 | ModusToolbox | X |
| NXP | MCUXpresso SDK | SDK_2.x_EVKB-IMXRT1050 | 2.16 | iMXRT1051B1052B | X |
| Renesas | Synergy Software Package | HAL | 2.6.0 | SSP | X |
| STMicroelectronics | STM32Cube | STM32CubeF4 | V1.28.1 | STM32F4 | X |
HAL別関数対応表
| HALNAME | oMCP9700_START | oMCP9700_READ | oMCP9700_START_READ |
|---|---|---|---|
| ARDUINO | – | – | X |
| MBED | – | – | X |
| Linux | – | – | X |
| ModusToolbox | – | – | X |
| iMXRT1051B1052B | X | X | X |
| SSP | X | X | X |
| STM32F4 | X | X Time-out time: HAL_MAX_DELAY | X Time-out time: HAL_MAX_DELAY |
開発環境
OSS-ECAL開発時のMCUおよび開発環境は、次の通りです。
| HALNAME | メーカ | 開発ボード | MCU | IDE |
|---|---|---|---|---|
| ARDUINO | Arduino | 1.Mega 2560 Rev3 2.Arduino Pro Mini 3.3V | ATmega2560 ATmega328P | Arduino IDE 2.3.3 |
| MBED | STMicroelectronics | STM32 Nucleo-64 boards | STM32F401RETx | Arm Keil Studio Cloud |
| Linux | BeagleBoard | BeagleBone Black | TI AM335x | – |
| ModusToolbox | Infineon | CY8CPROTO-063-BLE PSoC 6 BLE Prototyping Kit | CYBLE-416045-02 | ModusToolbox |
| iMXRT1051B1052B | NXP | IMXRT1050-EVKB | i.MX RT1050 | MCUXpresso IDE |
| SSP | Renesas | S7G2 SK | R7FS7G27H3A01CFC | e² studio for Renesas Synergy |
| STM32F4 | STMicroelectronics | STM32 Nucleo-64 boards | STM32F401RETx | STM32CubeIDE |
File構成
| フォルダ* | ファイル | 概要 |
|---|---|---|
| MCP9700_HALNAME_VERSION/sample | sample.c (.cpp) | サンプル・アプリケーション・プログラム |
| sample.h | サンプル・アプリケーション・ヘッダ | |
| MCP9700_HALNAME_VERSION | oMCP9700.c (.cpp) | MCP9700シリーズ用OSS-ECALプログラム |
| oMCP9700.h | MCP9700シリーズ用OSS-ECALヘッダ | |
| MCP9700_ARDUINO.ino | Arduino用サンプル・アプリケーション・プログラム | |
| oss_ecal.h | OSS-ECAL 共通ヘッダ | |
| user_setting.c (.cpp) | ユーザ設定定数・テーブル | |
| user_setting.h | ユーザ設定ヘッダ | |
| readme.md | Readme | |
| OSS-ECAL Terms of Use.txt | OSS-ECAL利用条件 |
* HALNAMEはHAL対応表を参照してください。
OSS-ECAL ダウンロード
OSS-ECALのダウンロードは、英語版OSS-ECALサイトからお願いいたします。
組込み方法
ユーザプログラムに複数のOSS-ECAL（同じMCU機能の電子部品）を組み込む方法
ユーザプログラムに複数のOSS-ECAL（異なるMCU機能の電子部品）を組み込む方法
注意事項
サンプル版OSS-ECALは、優先順位の異なるThread（Task）や割込みで用いることを前提としていません。下記の例のような使い方はしないでください。
例）同じADCグループに各センサーが割り当てられ、優先順位が異なる処理でOSS-ECAL APIを実行すると、正しい値を取得できない場合があります。
ADC Gr0 Ch0 温度センサ AD22100A 100ms周期 Thread（優先順位低）で温度取込み
ADC Gr0 Ch1 圧力センサ MPX5999D イベント割込み（優先順位高）で圧力取込み