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0 引言
在測量與儀器儀表中，溫度的檢測幾乎成為必不可少的一部分。傳統(tǒng)的模擬溫度傳感器或是外圍電路復(fù)雜，或是需要設(shè)計A／D轉(zhuǎn)換、操作煩瑣，在使用上都受到一定的限制，用數(shù)字溫度傳感器AD7416設(shè)計各種控制系統(tǒng)，體積小、功耗低、編程簡單操作方便。芯片帶有自動比較、可編程控制輸出端OTI，在溫控系統(tǒng)設(shè)計中有很大優(yōu)勢，另外，AD7416功耗低，可以編程控制工作與休眠狀態(tài)的切換，在低功耗系統(tǒng)設(shè)計中也有廣泛應(yīng)用。
1 AD7416的結(jié)構(gòu)功能
1．1 管腳功能
AD7416共8個管腳，采用SOIC／MSOP封裝。1腳為數(shù)據(jù)輸入輸出口，IIC總線雙向數(shù)據(jù)端口；2腳為IIC總線時鐘端口；3腳OTI為溫度比較輸出端；4腳GND接地端；5、6、7為IIC總線地址編程位輸入端；8腳VDD為電源。
1．2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能
AD7416的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，片內(nèi)帶隙溫度傳感器和1O位AD轉(zhuǎn)換器組成測溫電路，測量結(jié)果存入溫度值寄存器。片內(nèi)有5個寄存器、一個溫度比較器、一個錯誤隊列計數(shù)器，功能在下文介紹。一個串行總線接口用于IIC地址控制和數(shù)據(jù)傳輸。
1．2．1 內(nèi)部寄存器
AD7416有5個內(nèi)部寄存器：地址指針寄存器、溫度值寄存器(00H)、上限寄存器TOTI(03H)、下限寄存器THYST(02H)、配置寄存器(01H)。
地址指針寄存器儲存指向四個數(shù)據(jù)寄存器之一的地址。對AD7416每一次串行寫操作的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)是數(shù)據(jù)寄存器的地址，這就是隨后的數(shù)據(jù)字節(jié)要寫入的地址，這個值就存儲在地址指針寄存器中。這個寄存器只須最低兩位被用來選擇一個數(shù)據(jù)寄存器，其值對應(yīng)于寄存器地址。溫度值寄存器是一個16位只讀寄存器，它的高1O位以2的補碼格式儲存由AD轉(zhuǎn)換器送來的10位溫度讀數(shù)，低六位未用。
配置寄存器是一個8位讀／寫寄存器，它用來設(shè)置AD7416的工作方式。D7、D6、D5用于通道選擇，均保持為0；D4、D3設(shè)置錯誤隊列長度；D2設(shè)置OTI輸出極性；D1設(shè)置OTI工作方式；DO設(shè)置芯片工作方式。THYST設(shè)點寄存器和TOTI設(shè)點寄存器都是16位讀／寫寄存器，它們的9個最高位儲存以2的補碼格式表示的低、高溫度門限設(shè)點，對應(yīng)溫度值寄存器的高9位，低7位未用。
AD7416上電時地址指針指向溫度值寄存器，TOT1=80℃，THYST=75℃。
1．2．2 基本工作原理
帶隙溫度傳感器和10位A／D轉(zhuǎn)換器可以按照預(yù)先設(shè)定的工作方式對環(huán)境溫度進行實時測量。同時把轉(zhuǎn)換結(jié)果以10位二進制數(shù)形式保存到溫度值寄存器。
設(shè)點比較器把實際測量到的溫度值與預(yù)先設(shè)定的高低門限值進行比較，如果超限則按配置寄存器設(shè)置在OTI端輸出高低電平。OTI在使用中需要外接一個約1O k的上拉電阻。
AD7416中有一個故障排隊計數(shù)器用以避免干擾造成的OTI輸出端誤觸發(fā)，這個計數(shù)器的排隊長度由配置寄存器設(shè)定。如果排隊設(shè)置為4，那么就需要連續(xù)4次測量溫度超限才能引起OTI的有效輸出，小于4次都認為是干擾，將復(fù)位故障排隊計數(shù)器。
