十位数字温度传感器(AD7416Word文档格式.doc

1、管脚号名称说明1SDA数字I/O。双向数据串行总线。2SCL数字输入。串行总线时钟。3OTI逻辑输出。当通道0（温度传感器）的转换结果大于温度过热寄存器（OTR）的8位数时，温度过热指示器（OTI）置位。信号在连续读操作结束时重置。漏极开路输出。 4GND跟踪-保持、比较器和电容DAC、数字电路的参考地。5A2串行总线地址的最高可编程位。6A1串行总线地址的中间可编程位。7A0串行总线地址的最低可编程位。8VDD正向供电电压，2.7V5.5V。图2 AD7417管脚结构图表2 AD7417管脚功能说明1，16NC无连接。数字I/O，双向数据串行总线。数字输入，串行总线时钟。逻辑输出，当通道0（

2、温度传感器）的转换结果大于温度过热寄存器（OTR）的8位数时，温度过热指示器（OTI）置位。REFIN参考输入，连接外部2.5V参考电压。若使用片上参考，该引脚应该接地；如果连接了外部参考，应关闭内部参考。710AIN1到AIN4模拟输入通道。AD7417有四个模拟输入通道，且是单端输入。输入电压在0V到VREF之间。1112131415逻辑输入信号，转换开始信号。信号的上升沿触发器件上电，所需时间为4s。图3 AD7418管脚结构图表3 AD7418管脚功能说明双向数据串连行总线。跟踪保持、比较器和电容DAC、数字电路的参考地。AIN单端输入，输入电压在0V到VREF之间。2. 工作原理 A

3、D7416/AD7417/AD7418功能模块图分别如图4、图5、图6所示。图4 AD7416功能模块图图5 AD7417功能模块图图6 AD7418功能模块图2.1 ADC转换 通过给输入一个脉冲信号来触发AD7417/AD7418转换。转换时钟是内部产生的不需要外部时钟，除非从串口读数据或写数据到串口。片上跟踪-保持部分在信号的下降沿由跟踪模式转变为保持模式。在自动转换模式下当AD7416/AD7417/AD7418进行读写操作时开始转换。在这种情况下，内部时钟振荡器在读或写操作结束时置位。读写操作完成并开始转换后，从跟踪模式到保持模式的转变需要3s。15s或30s后得到转换结果，这要看选

4、择的是模拟输入通道还是温度传感器。AD7417/AD7418跟踪-保持的获得时间是400ns。 选择片上的0通道进行温度测量和转换。完全转换需要30s。所有未用的模拟输入端应该接地使功耗达到最低。2.2 温度测量 AD7416/AD7417/AD7418温度测量方法是在不同的电流下测量当前VBE的变化。如图7所示。VBE=KT/ln（N）式中，K是波尔兹曼常数，q 是电子电荷（1.61019库仑），T是绝对温度，N是电流比。图7 温度测量电路 图中，为测量VBE，操作电流在I和NI之间转换。所得波形通过一个稳定的斩波放大器得到与VBE成比例的直流电压。该电压通过ADC后以温度的形式输出。ADC

5、的精度是0.25，理论上能测量的温度跨度为255，能保证的测量范围是-40+125。转换结果作为16位数存到温度值寄存器中。 温度转换公式用温度值寄存器的高10位来表示：1. 正温度=ADC编码/42. 负温度=（ADC编码*-512）/4*MSB从ADC编码中删除。2.3 内部寄存器 AD7417/AD7418有7个内部寄存器，如图8所示。包括6个数据寄存器和1个地址指针寄存器。AD7416有5个内部寄存器（缺少ADC和一个结构寄存器）。2.3.1 地址指针寄存器 地址指针寄存器是8位的，存贮数据寄存器的地址。每个连续写操作的第一个字节是数据寄存器的地址，存贮在地址指针寄存器中。该寄存器的最

6、后三位进行数据寄存器的选择。如表4所示。表5为寄存器地址。表4 地址指针寄存器P7*P6*P5*P4*P3*P2P1P0寄存器选择*P3到P7必须置零。表5 寄存器地址寄存器温度值（只读）结构寄存器（读/写）THYST （读/写）TOTIADC（AD7417/AD7418）结构寄存器2（AD7417/AD7418）地址指针寄存器（为读/写操作选 择数据寄存器）温度值寄存器（只读地址00h）结构寄存器（读/写地址01h）THYST设定值寄存器（读/写地址02h） TOTI设定值寄存器（读/写地址03h）ADC寄存器2（读/写地址04h）（读/写地址05h）串行总线接口地址数据 图8 AD7417

7、/AD7418内部寄存器结构图2.3.2 温度值寄存器（地址00h） 温度值寄存器是16位只读寄存器，前10位存贮从ADC中读取的温度。第5位到第1位不用。如表6所示。表6 温度值寄存器D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6MSBB8B7B6B5B4B3B2B1B0温度数据形式如表7所示。ADC理论范围从-128到+127，但是实际上，温度测量范围受器件的操作温度限制。表7 温度数据形式温度数字输出-12810 0000 0000-12510 0000 1100-10010 0111 0000-7510 1101 0100-5011 0011 1000-2511 1001 110

8、0-0.2511 1111 1111000 0000 0000+0.2500 0000 0001+1000 0010 1000+2500 0110 0100+5000 1100 1000+7501 0010 1100+10001 1001 0000+12501 1111 0100+12701 1111 11002.3.3 结构寄存器（地址01h） 结构寄存器是8位，读/写寄存器用于设置AD7418/AD7417/AD7418的操作模式。D7到D5位控制通道选择，如表8所示。对AD7416来说，这些位应该全设为0。D4和D3用来设置出错队列的长度。D2设置OTI输出，D1选择比较器或操作中断模式

9、，D0=1选择停止模式（默认值D0=0）。表8 结构寄存器D5D4D3D2D1D0通道选择出错队列OTI极性比较/中断停止AD7416只有一个温度通道，AD7417有4个模拟输入通道和一个温度通道，AD7418有一个温度通道和一个模拟输入通道。他们的温度通道都是CH0。AD7418的模拟输入通道是CH4。表9是通道选择列表，表10是出错队列设置。表9 通道选择温度传感器AIN1 （AD7417）AIN2 （AD7417）AIN3 （AD7417）AIN4 （AD7417和AD7418）表10 出错队列设置出错数1（上电默认）2.3.4 THYST 设定值寄存器（地址02h） THYST 设定值寄存器是16位，读/写寄存器高9位存储THYST 的设定值，相当于温度值寄存器的高9位，位6到位0位无用。2.3.5 TOTI 设定值寄存器（地址03h） TOTI 设定值寄存器是16位的，读/写寄存器的高9位存储TOTI 的设定值，相当于温度值寄存器高9位，位6到位0无用。设定值寄存器如表11所示。表11 设定值寄存器