ESP32-S3-Temp_Sensor(内部温度传感器)

文章目录

一、内部温度传感器
- [ 1、内部温度传感器](# 1、内部温度传感器)
- [ 2、注意事项](# 2、注意事项)
二、结构原理
- [ 1、结构框图](# 1、结构框图)
- [ 2、ANALOG 模拟部分（XPD_SAR_POWER_DOMAIN 电源域）](# 2、ANALOG 模拟部分（XPD_SAR_POWER_DOMAIN 电源域）)
- [ 3、Tsensor_cntl（数字控制器）](# 3、Tsensor_cntl（数字控制器）)
- [ 4、RTC_REG_FILE](# 4、RTC_REG_FILE)
- [ 5、ULP（ULP‑RISC‑V 协处理器）](# 5、ULP（ULP‑RISC‑V 协处理器）)
三、API
- [ 1、头文件/组件](# 1、头文件/组件)
- [ 2、句柄类型](# 2、句柄类型)
- [ 3、结构体](# 3、结构体)
- [ 4、API](# 4、API)
- - [ 1.temperature_sensor_install：安装驱动，生成句柄](# 1.temperature_sensor_install：安装驱动，生成句柄)
  - [ 2.temperature_sensor_uninstall：卸载驱动，释放资源](# 2.temperature_sensor_uninstall：卸载驱动，释放资源)
  - [ 3.temperature_sensor_enable：使能温度传感器硬件](# 3.temperature_sensor_enable：使能温度传感器硬件)
  - [ 4.temperature_sensor_disable：关闭温度传感器硬件](# 4.temperature_sensor_disable：关闭温度传感器硬件)
  - [ 5.temperature_sensor_get_celsius：读取温度（摄氏度），禁止在中断内调用](# 5.temperature_sensor_get_celsius：读取温度（摄氏度），禁止在中断内调用)
四、示例代码
- [ 1、读取芯片内部温度](# 1、读取芯片内部温度)
- - [ 1.示例代码](# 1.示例代码)
  - [ 2.执行结果](# 2.执行结果)

一、内部温度传感器

1、内部温度传感器

ESP32‑S3 内置 SAR ADC2 的内部温度传感器，读取芯片内部 die 温度（芯片本体温度，不是环境温度）。

2、注意事项

1. 测的是芯片内核温度，不是空气环境温度；芯片跑 WiFi、PWM、LED 时会明显偏高。

2. 温度传感器复用 ADC2 外设，WiFi 启用时 ADC2 会被占用，开 WiFi 时内部温度传感器不可用！

二、结构原理

1、结构框图

2、ANALOG 模拟部分（XPD_SAR_POWER_DOMAIN 电源域）

Tsensor：模拟温度传感单元，位于 SAR‑ADC2 电源域。

该模块和 ADC2 共用电源域，WiFi 开启时会把该电源域断电，温度传感器就失效，对应文档里 WiFi 互斥的根源。

信号交互：

tsens_xpd / tsens_clk：电源使能、时钟，来自Tsensor_cntl控制器，控制模拟传感器上电、时钟。

parameter：DAC 偏移配置参数（对应代码中dac_offset L0~L4 档位）。

tsens_data：温度原始采样数据，输出给数字控制器。

3、Tsensor_cntl（数字控制器）

位于 RTC 域，负责：

接收 RTC 寄存器 / ULP 的控制信号；

输出控制信号给模拟 Tsensor；

接收模拟采样数据，做处理；

输出状态信号：SENS_TSENS_OUT $7:0$ 原始 8bit 温度数据、SENS_TSENS_READY采样完成标志。

多路选择器 0/1：选择控制来源：

0：来自 ULP 协处理器；

1：来自 RTC_REG_FILE（RTC 寄存器）。

说明：温度传感器可以被 ULP‑RISC‑V 直接驱动，在主 CPU 休眠低功耗模式下持续测温，不需要唤醒主 CPU。

控制寄存器信号：

SENS_TSENS_POWER_UP_FORCE：强制上电；

SENS_TSENS_POWER_UP：传感器上电；

SENS_TSENS_DUMP_OUT：读出采样结果；

SENS_TSENS_IN_INV：输入反向配置。

4、RTC_REG_FILE

RTC 寄存器堆，主 CPU 通过寄存器配置温度传感器，存放配置参数、读取采样结果。

5、ULP（ULP‑RISC‑V 协处理器）

RTC 域的低功耗小核。可以独立操作温度传感器：休眠模式下，主 CPU 睡眠，ULP 周期性读取芯片温度，温度超标再唤醒主 CPU，做过热保护，非常适合低功耗场景。

三、API

1、头文件/组件

头文件：

#include "driver/temperature_sensor.h"

组件：

PRIV_REQUIRES esp_driver_tsens

2、句柄类型

//温度传感器句柄

typedef struct temperature_sensor_obj_t* temperature_sensor_handle_t;

3、结构体

配置结构体 temperature_sensor_config_t：

c 复制代码

			typedef struct {
			    int range_min;     //预设测量温度下限（℃）
			    int range_max;     //预设测量温度上限（℃）
			    temperature_sensor_clk_src_t clk_src;   //时钟源
			    struct {
			        uint32_t allow_pd;     //置1：睡眠时允许关闭传感器电源域，驱动自动备份恢复寄存器
			    } flags;                
			} temperature_sensor_config_t;

快速初始化宏：

TEMPERATURE_SENSOR_CONFIG_DEFAULT(min, max);

4、API

1.temperature_sensor_install：安装驱动，生成句柄

esp_err_t temperature_sensor_install(const temperature_sensor_config_t *tsens_config, temperature_sensor_handle_t *ret_tsens);

参数：

tsens_config：配置结构体指针。

ret_tsens：输出得到传感器句柄。

返回：ESP_OK成功。

2.temperature_sensor_uninstall：卸载驱动，释放资源

esp_err_t temperature_sensor_uninstall(temperature_sensor_handle_t tsens);

参数：tsens 由 install 生成的句柄。

返回：ESP_OK成功。

3.temperature_sensor_enable：使能温度传感器硬件

esp_err_t temperature_sensor_enable(temperature_sensor_handle_t tsens);

ESP_OK成功。

ESP_ERR_INVALID_STATE：已经处于使能状态。

4.temperature_sensor_disable：关闭温度传感器硬件

esp_err_t temperature_sensor_disable(temperature_sensor_handle_t tsens);

ESP_OK成功。

ESP_ERR_INVALID_STATE：尚未使能。

5.temperature_sensor_get_celsius：读取温度（摄氏度），禁止在中断内调用

esp_err_t temperature_sensor_get_celsius(temperature_sensor_handle_t tsens, float *out_celsius);

参数：

tsens：传感器句柄。

out_celsius：输出温度浮点数指针。

返回码：

ESP_OK：读取成功。

ESP_ERR_INVALID_ARG：参数非法。

ESP_ERR_INVALID_STATE：传感器未使能。

ESP_FAIL：解析失败，数值超出量程。

四、示例代码

1、读取芯片内部温度

1.示例代码