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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑10位低功耗数字温度传感器的应用AD7414AD7415AD7416AD7814 10位低功耗数字温度传感器的应用 武汉力源电子股份有限公司应用推广部（430079） 苏亦雄 摘 要 采用10位低功耗数字温度传感器举行温度测控，可大大简化设计方案，系统性能也更加稳定。重点介绍这种传感器的布局和使用。 关键词 数字温度传感器 OTI输出 故障排队 1 概述 AD公司生产的数字温度传感器，内部包括一个带隙温度传感器和一个10位A/D转换器，精度可达0.25，是LM75的升级替换产品。可广泛应用于个人计算机、电子测试设备、办公设备、家用电器、过程操纵等场合。 该系
2、列有：AD7414、AD7415、AD7416、AD7814等四种型号，它们的工作原理一致，主要参数见表1，引脚排列如图1所示，引脚说明见表2。 表1 主要参数 型 号 接口方式 55温度测量范围 超温指示 省电工作方式 最大并联数 工作电压 转换时间 封装 SOT-23 SOT-23 1254085 有 无 3 8 2.75.5V 400s SO-8/RM-8 SOT-23/uSOIC 无 有 有 1 无 4085 55125 55125 AD7414 AD7415 IC /SM BUS 2AD7416 AD7814 SPI / DSP 图1 引脚图 图2 AD7416功能框图 2 器件主要
3、组成 以AD7416为例，器件功能框图如图2所示。由带隙温度传感器、10位A/D转换器、温度寄放器、可设点对比器、故障排队计数器等组成。 2.1 带隙温度传感器和10位A/D转换器 传感器将温度转换成电压，再由A/D转换器转换成10位数字量送温度值寄放器。A/D转换器的一次转换时间约 表2 引脚说明 引脚 说 明 名称 GND AS 电源地 规律输入,从三个IC地址中选其一的地址输入 2 VDD SCL 正电源电压，2.75.5V 串行总线时钟 400s。 2.2 温度值寄放器 温度值寄放器是一个16位只读寄放器，它的高10位D15D6由A/D转换器送来的数字量以补码格式储存，低6位D5D0未
4、用，如表3所示。 温度数据格式见表4（小数点在D8、D7之间）。该表中显示了A/D转换器的全部理论范围128至+127。实际应用中，温度的测量范围将取决于器件的正常工作温度范围，表中所列的数据为理论工作范围中的一些典型值。 OTI SDA 超温掉电输出（漏极开路） 数字I/O。双向数据串行总线，漏极开路输出 A2A0 串行总线地址可编程的低3位 DIN SCLK 串行数据输入 串行时钟输入 片选输入 串行数据输出 DOUT 表3 温度值寄放器 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5D0 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 未用 2.
5、3 可设点对比器 它对实际测量温度与预先设定的高（TOTI ）和低（THYST ）门限（寄放在图2中所示的上、下限寄放器中）举行对比，并在超温指示输出端（OTI）输出一个指示信号。OTI输出端需一个外部上拉电阻，通常为10k。 图3是一简朴的风扇操纵器，当温度超过80时它将接通冷却风扇，而在温度降到75时关断风扇。 2.4 故障排队计数器 为了制止在噪声环境下的误触发，器件供给了一个故障排队计数器。例如，假设故障排队设置为4，那么务必连续4次的测量温度大于TOTI（或小于THYST），OTI才输出有效。任何打断了这种持续的读操作将复位故障排队计数器，所以假设有三次读数大于TOTI，接着有一次读
6、数小于TOTI，那么故障排队计数器将被复位而不会触发OTI。 3 使用方法 3.1 数字温度传感器的安装 数字温度传感器可用于外观或空气温度检测。如用热传导的粘合剂将器件粘附在一个外观上，那么管芯温度与外观温度之差大约在0.2之内。当环境空气温度与被测量的外观温度不同时，应将器件的后面和引线与空气隔离。接地引脚是通向管芯的最主要的热量路径，务必保证接地引脚也与被测温的外观有良好的热接触。数字温度传感器封装的小型化使其可以被安装在密封的金属探头中举行温度测量。 3.2 器件地址 表4 温度值寄放器 温度 数字量输出 128 10 0000 0000 125 10 0000 1100 100 10
7、 0111 0000 75 10 1101 0100 50 11 0011 1000 25 11 1001 1100 0.25 11 1111 1111 0 00 0000 0000 +0.25 00 0000 0001 +10 0 0001 01000 +25 0 0011 00100 +50 0 0110 01000 +75 0 1001 01100 +100 0 1100 10000 +125 0 1111 10100 +127 0 1111 11100 AD7814的地址由其片选信号 抉择； AD7416的地址由A0、A1、A2抉择，地址格式为：1001 A2A1A0 R/W； AD7
8、414和AD7415的地址见表5。 3.3 多个数字温度传感器的系统 D7416串行地址的低3位可以由用户设置，允许从1001000至1001111共8个地址中选择。图4示出了有8个AD7416接到一个串行总线的系统，它们的OTI输出“线与”，形成一个公共的中断苦求线。 器 表5 AD7414/AD7415的地址 器件型号 AS引脚连接方式 器件地址 AD7414.0 Floal 1001 000 AD7414.0 GND 1001 001 AD7414.0 VDD 1001 010 AD7414.1 Floal 1001 100 AD7414.1 GND 1001 101 AD7414.1
9、VDD 1001 110 图4 8个AD7416并联 3 风扇操纵 图 图5 评估电路 4 应用实例 硬件原理图见图5。这是一个评估电路，可同时安装三片数字温度传感器:AD7414、AD7416、AD7814,软件轮替显示各器件所测得的环境温度，并模拟OTI输出，用LED指示。现作如下几点说明： （1）各器件的地址不同，而SDA、DOUT引线可直接相连；AD7414、AD7416的OTI输出线与（低电平有效），现作超限报警指示。 （2）因温度的惯性系数较大，可采用简便有效的移动平均法、中值法、低通滤波法等举行软件滤波。在实际应用中，可边采样，边计算其平均值，以其平均值作为温度采样值。采样次数为
10、816次即可。 （3）本系统采用LCM103液晶模块作温度显示，X25045作上电复位及看门狗用。 （4）AD7414、AD7416、AD7814的温度数据采样参考程序如下： ；伪定义 EQU EQU EQU BIT BIT BIT BIT BIT 32H 31H 30H P1.5 P1.1 P1.7 P1.1 P1.7 ；采样值高字节 ；采样值低字节 ；采样次数 ；AD7814片选 ；AD7814时钟 ；AD7814数据输出 ；AD7416时钟 ；AD7416数据I/O ADCH ADCL ADCNUM ADCS ADSCLK ADDOUT ADSCL ADSDA ；程序初始化 ；AD781
11、4的采样参考程序 SAMPLE78: SE078: MOV CLR MOV MOV MOV CLR NOP NOP JB CLR NOP NOP MOV MOV RLC MOV MOV RLC MOV SETB NOP NOP DJNZ SETB DJNZ RET MOV MOV MOV MOV LCALL MOV MOV MOV LCALL MOV MOV MOV LCALL MOV MOV ADCNUM, #8 ;采样8次 ADCS ;选中AD7814 R7, #16 ;产生16个取数脉冲 ADCH, #0 ;A/D值高字节 ADCL, #0 ;A/D值低字节 ADSCLK SE178:
12、SE378: ADDOUT, SE178 ADSCLK SAMPLE74: SE074： C, ADDOUT A, ADCL A ADCL, A A, ADCH A ADCH, A ADSCLK R7, SE378 ADCS ；举行数据处理 ADCNUM, SE078 ADCNUM, #8 ；连续采样8次 R6, #9EH ；片选AD7416的地址写操作 R5, #1 ；选中配置寄放器 R4, #18H ；给配置寄放器赋值 WRCOM ；三字节的写操作 R6，#10011110B R5，#3 ；选中温度上限寄放器 R4，#40H ；上限温度=64 WRCOM R6，#10011110B R5，
13、#2 ；选中温度下限寄放器 R4，#20H ；上限温度=32 WRCOM R6，#10011110B R5，#0 ；选中温度寄放器 ；AD7416的采样参考程序；AD7414、AD7415与AD7416好像，但地址不同。 WRCOM： MOV MOV LCALL DJNZ LCALL MOV LCALL MOV WREXE ；两字节的写操作 DATA1，#10011111B ；片选AD7416，读操作 RDCOM ；数据处理 ADCNUM，SE074 ；采样未完，返回 BEGIN ；三字节的写操作 DATA1，R6 OUTBYTE ；输出字节 DATA1，R5 WREXE： RDCOM： OUTBYTE: OE1： INBYTE： INE1： LCALL OUTBYTE MOV DATA1，R4 LCALL OUTBYTE LCALL STOP RET LCALL BEGIN ；两字节的写操作 MOV DATA1，R6 LCALL OUTBYTE MOV DATA1，R5 LCALL OUTBYTE LCALL STOP RET LCALL BEGIN ；读操作 LCALL OUTBYTE LCALL INBYTE ；输入字节 MOV ADCH，DATA1 LCALL NACK ；MCU使ADSDA数据线变为低电平 LCALL INBYTE MOV A
