遠(yuǎn)程半導(dǎo)體數(shù)字溫度傳感器LM86及其應(yīng)用
發(fā)布時間:2008/5/29 0:00:00 訪問次數(shù):492
只有對芯片的工作溫度進(jìn)行精確的控制,才能保證設(shè)備穩(wěn)定工作。傳統(tǒng)的熱敏電阻雖然具有價格低廉等優(yōu)勢,但體積大、輸出信號單一、功耗大、線性度不佳等因素制約著熱敏電阻在高精電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。半導(dǎo)體溫度傳感器以其成本低、功能強(qiáng)大、體積小并具有良好的線性度等突出優(yōu)勢而應(yīng)用升溫。
lm86是美國國家半導(dǎo)體公司推出的一款11位遠(yuǎn)程半導(dǎo)體數(shù)字溫度傳感器,具有雙線系統(tǒng)管理總線(smbus)串行接口,能夠精確測量自身溫度及外部設(shè)備的溫度。芯片內(nèi)設(shè)一個半導(dǎo)體元件用于感應(yīng)芯片自身溫度(本地溫度),遠(yuǎn)程傳感器為分立元件二極管或埋設(shè)在被測溫的ic內(nèi)的晶體管連接而成的二極管。只要放置一個專用二極管在目標(biāo)裸片,就可以使用lm86準(zhǔn)確測量任何asic的溫度!0.75℃的準(zhǔn)確性是廠家針對移動pentiumⅲ熱敏二極管的1.008典型非理想因素而設(shè)計的。
1 工作原理
1.1功能描述
lm86溫度傳感器把一個使用本地或遠(yuǎn)程二極管的基于溫度傳感器的vbe變量與一個10位正adc相結(jié)合(lm86的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示)。lm86與串行smbus版本2.0雙線接口相兼容。數(shù)字比較器比較被測本地溫度(lt)與本地上限(lhs)、本地下限(lls)和本地t crit(lcs)用戶編程溫度限制寄存器。被測遠(yuǎn)程溫度(rt)以數(shù)字量與遠(yuǎn)程上限(rhs)、遠(yuǎn)程下限(rls)和遠(yuǎn)程t_crit(rcs)用戶編程溫度限制寄存器比較。a-lert#輸出激活指示比較超出t crit或上下限寄存器中的預(yù)置值。t crit a#輸出通過內(nèi)部滯回比較器來響應(yīng),滯回功能通過設(shè)置滯回寄存器(th)的值來實現(xiàn)。當(dāng)溫度低于t crit設(shè)置值時,t crit a#有效。當(dāng)遠(yuǎn)程溫度和本地溫度同時讀時,滯回寄存器會受影響。
lm86通過設(shè)置配置寄存器的位可處于低功耗模式。在這種模式下lm86的smbus接口中所有不需要的電路都關(guān)閉。本地溫度和溫度上下限數(shù)據(jù)寄存器為8位。11位遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)是一個16位字。兩個偏移寄存器(rtolb和rtohb)用來補(bǔ)償非理想誤差。報導(dǎo)的遠(yuǎn)程溫度讀數(shù)通過對實際溫度加減偏移寄存器中的值來調(diào)整。
對于兩種封裝msop-8或soic-8具有同樣的管腳排列。管腳功能詳細(xì)說明見表1。
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lm86為單電源供電,直流3.0~3.6 v,典型供電電流0.8 ma。本地溫度精度為25~125℃±3.0℃。遠(yuǎn)程二極管溫度精度根據(jù)本地溫度的范圍值而有所不同。本地溫度為30℃時,遠(yuǎn)程溫度為80℃±0.75℃;本地溫度為30~50℃時,遠(yuǎn)程溫度在60~100℃士1.0℃之間;0~85℃的本地溫度所對應(yīng)的遠(yuǎn)程溫度為25~125℃土3.o℃。lm86的存儲溫度在一65~150℃之間。除此之外還有以下特點(diǎn):
(1)精確傳感遠(yuǎn)程ic或二極管連接的裸片溫度;
(2)偏移寄存器允許精確傳感多種類型的二極管;
(3)本地溫度傳感;
(4)10位以上信號遠(yuǎn)程二極管溫度數(shù)據(jù)格式,0.125℃分辨率;
(5)與系統(tǒng)停機(jī)有用的t crit a#輸出;
(6)alert#輸出支持smbus 2.0協(xié)議;
(7)smbus 2.0兼容接口,支持timeout:
(8)8管腳msop和soic封裝。
2報警輸出(alerrt#)
lm86的alert#管腳是一個低電平有效漏極開路報警輸出,由超出溫度限制寄存器所定義的極限溫度轉(zhuǎn)換所觸發(fā),報警輸出的復(fù)位取決于所用的選擇方式。lm86的alert#輸出適用于3種不同的使用方式來最好地服務(wù)于系統(tǒng)設(shè)計者:作為溫度比較器,作為基于中斷標(biāo)志的溫度和作為smbus報警系統(tǒng)的一部分。每個溫度讀數(shù),本地溫度和遠(yuǎn)程溫度(lt和rt)與一個t crit溫度限制寄存器(lcs,rcs)相關(guān),一個上限溫度限制寄存器(lhs和rhs)和一個下限溫度限制寄存器(lls和rls)。在每個溫度讀數(shù)結(jié)束后,數(shù)字比較器確定讀數(shù)是否高于他的上限溫度限制寄存器t crit設(shè)置值或低于他的下限設(shè)置值。如果這樣,狀態(tài)寄存器中的相應(yīng)的位被置位,任何超出極限的溫度轉(zhuǎn)換都會觸發(fā)報警。通常,配置寄存器中的報警屏敝位必須被清除以便來觸發(fā)所有模式的報警。
2.1 作為溫度比較的報警輸出
當(dāng)lm86接在一個不執(zhí)行中斷的系統(tǒng)中時,報警輸出能用作溫度比較器。在這種使用方式下,一旦觸發(fā)報警變低的條件不再存在,報警就解除。例如,如果報警輸出通過lt>lhs的比較被激活,當(dāng)這個條件不再是真時,報警將保持高。只要所有的寄存器都在初始化時配置好,這種模式允許不要軟件干預(yù)而實現(xiàn)操作。為了使報警能用作溫度比較器,過
只有對芯片的工作溫度進(jìn)行精確的控制,才能保證設(shè)備穩(wěn)定工作。傳統(tǒng)的熱敏電阻雖然具有價格低廉等優(yōu)勢,但體積大、輸出信號單一、功耗大、線性度不佳等因素制約著熱敏電阻在高精電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。半導(dǎo)體溫度傳感器以其成本低、功能強(qiáng)大、體積小并具有良好的線性度等突出優(yōu)勢而應(yīng)用升溫。
lm86是美國國家半導(dǎo)體公司推出的一款11位遠(yuǎn)程半導(dǎo)體數(shù)字溫度傳感器,具有雙線系統(tǒng)管理總線(smbus)串行接口,能夠精確測量自身溫度及外部設(shè)備的溫度。芯片內(nèi)設(shè)一個半導(dǎo)體元件用于感應(yīng)芯片自身溫度(本地溫度),遠(yuǎn)程傳感器為分立元件二極管或埋設(shè)在被測溫的ic內(nèi)的晶體管連接而成的二極管。只要放置一個專用二極管在目標(biāo)裸片,就可以使用lm86準(zhǔn)確測量任何asic的溫度!0.75℃的準(zhǔn)確性是廠家針對移動pentiumⅲ熱敏二極管的1.008典型非理想因素而設(shè)計的。
1 工作原理
1.1功能描述
lm86溫度傳感器把一個使用本地或遠(yuǎn)程二極管的基于溫度傳感器的vbe變量與一個10位正adc相結(jié)合(lm86的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示)。lm86與串行smbus版本2.0雙線接口相兼容。數(shù)字比較器比較被測本地溫度(lt)與本地上限(lhs)、本地下限(lls)和本地t crit(lcs)用戶編程溫度限制寄存器。被測遠(yuǎn)程溫度(rt)以數(shù)字量與遠(yuǎn)程上限(rhs)、遠(yuǎn)程下限(rls)和遠(yuǎn)程t_crit(rcs)用戶編程溫度限制寄存器比較。a-lert#輸出激活指示比較超出t crit或上下限寄存器中的預(yù)置值。t crit a#輸出通過內(nèi)部滯回比較器來響應(yīng),滯回功能通過設(shè)置滯回寄存器(th)的值來實現(xiàn)。當(dāng)溫度低于t crit設(shè)置值時,t crit a#有效。當(dāng)遠(yuǎn)程溫度和本地溫度同時讀時,滯回寄存器會受影響。
lm86通過設(shè)置配置寄存器的位可處于低功耗模式。在這種模式下lm86的smbus接口中所有不需要的電路都關(guān)閉。本地溫度和溫度上下限數(shù)據(jù)寄存器為8位。11位遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)是一個16位字。兩個偏移寄存器(rtolb和rtohb)用來補(bǔ)償非理想誤差。報導(dǎo)的遠(yuǎn)程溫度讀數(shù)通過對實際溫度加減偏移寄存器中的值來調(diào)整。
對于兩種封裝msop-8或soic-8具有同樣的管腳排列。管腳功能詳細(xì)說明見表1。
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lm86為單電源供電,直流3.0~3.6 v,典型供電電流0.8 ma。本地溫度精度為25~125℃±3.0℃。遠(yuǎn)程二極管溫度精度根據(jù)本地溫度的范圍值而有所不同。本地溫度為30℃時,遠(yuǎn)程溫度為80℃±0.75℃;本地溫度為30~50℃時,遠(yuǎn)程溫度在60~100℃士1.0℃之間;0~85℃的本地溫度所對應(yīng)的遠(yuǎn)程溫度為25~125℃土3.o℃。lm86的存儲溫度在一65~150℃之間。除此之外還有以下特點(diǎn):
(1)精確傳感遠(yuǎn)程ic或二極管連接的裸片溫度;
(2)偏移寄存器允許精確傳感多種類型的二極管;
(3)本地溫度傳感;
(4)10位以上信號遠(yuǎn)程二極管溫度數(shù)據(jù)格式,0.125℃分辨率;
(5)與系統(tǒng)停機(jī)有用的t crit a#輸出;
(6)alert#輸出支持smbus 2.0協(xié)議;
(7)smbus 2.0兼容接口,支持timeout:
(8)8管腳msop和soic封裝。
2報警輸出(alerrt#)
lm86的alert#管腳是一個低電平有效漏極開路報警輸出,由超出溫度限制寄存器所定義的極限溫度轉(zhuǎn)換所觸發(fā),報警輸出的復(fù)位取決于所用的選擇方式。lm86的alert#輸出適用于3種不同的使用方式來最好地服務(wù)于系統(tǒng)設(shè)計者:作為溫度比較器,作為基于中斷標(biāo)志的溫度和作為smbus報警系統(tǒng)的一部分。每個溫度讀數(shù),本地溫度和遠(yuǎn)程溫度(lt和rt)與一個t crit溫度限制寄存器(lcs,rcs)相關(guān),一個上限溫度限制寄存器(lhs和rhs)和一個下限溫度限制寄存器(lls和rls)。在每個溫度讀數(shù)結(jié)束后,數(shù)字比較器確定讀數(shù)是否高于他的上限溫度限制寄存器t crit設(shè)置值或低于他的下限設(shè)置值。如果這樣,狀態(tài)寄存器中的相應(yīng)的位被置位,任何超出極限的溫度轉(zhuǎn)換都會觸發(fā)報警。通常,配置寄存器中的報警屏敝位必須被清除以便來觸發(fā)所有模式的報警。
2.1 作為溫度比較的報警輸出
當(dāng)lm86接在一個不執(zhí)行中斷的系統(tǒng)中時,報警輸出能用作溫度比較器。在這種使用方式下,一旦觸發(fā)報警變低的條件不再存在,報警就解除。例如,如果報警輸出通過lt>lhs的比較被激活,當(dāng)這個條件不再是真時,報警將保持高。只要所有的寄存器都在初始化時配置好,這種模式允許不要軟件干預(yù)而實現(xiàn)操作。為了使報警能用作溫度比較器,過
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