集成有温度传感器的10位模数转换器AD7416/AD7417/(2)
(2) 中断模式
D1=1为中断模式,当温度超出TOTI时,OTI显示,并且不论温度是否降至THYST以下都一直保持,直至写操作复位。此模式下,OTI一旦显示就被复位,之后即使温度再超出TOTI也将不再显示,直至温度降至THYST一下后再次激活,同时一直保持激活状态直到被下一次写操作复位。两种模式的比较如图3所示。
由于OTI是开漏输出,因此需要外部上拉电阻,此电阻可接于一个不同于VDD的电压(如3.3~5 V)。上拉电阻的阻值可根据使用的场合而定,但要保证足够大,以避免过大的反向电流使芯片变热或影响温度读数。能满足OTI电流输出的电阻最大值为30kΩ,但如果对输出电流要求不是很高,还可以再适当增大,一般场合10kΩ即可。
◇ 错误队列计数器
为了避免噪声环境对器件的伪触发,可以设置配置寄存器的D3和D4位以产生一个错误队列计数器,从而在OTI之前对错误数据进行计数(允许个数为1、2、4或6个),这种,只有出现连续错误数据的个数满足设置时才触发OTI。例如将错误队列计数器设置为4,那么只有当连续出现4个高出TOTI的数值时才触发OTI,而即使连续出现3个高出的数值和1个正常数值,OTI都不触发。
◇ 上电后的缺省值
AD7416/AD7417/AD7418 上电后,常用的缺省值如下:
◆ 温度值寄存器为比较模式
◆ TOTI = 80℃
◆ THYST = 75℃
◆ OTI 显示为低电平
◆ 错误队列计数器=1
◇ 操作模式
AD7416/AD7417/AD7418 有两种模式,可通过设置配置寄存器的D0位来实现。在第一种模式,即模式一时,一般令D0=0。这种模式下,每400μs发生一次转换,转换时,器件一部分处于掉电状态,消耗电流只有350μA。如果读操作发生在转换之中,则转换立即停止并重新开始一个新的转换,此时读到的温度值为上一次转换的数值,在新的转换开始之后,下一次的转换还将间隔400μs;当读操作发生在两次转换之间时,转换将立刻被触发,并且这次转换之后,将恢复400μs的转换间隔。
如VDD为3 V,每400μs一个转换周期,那么,AD7416在一个周期中转换的时间为40μs(占周期的10%),掉电状态的时间为360μs(占一个周期的90%),因此,可以算出,由AD7417/AD7418产生的平均功耗为:
3 mW×0.1+1 mW×0.9=1.2 mW
第二种模式:适用于对温度测量的速率要求不很高(如每秒一次)的场合,系统的功耗可通过使器件在两次读操作之间进入完全掉电状态而进一步降低。完全掉电状态可通过配置寄存器的D0为1来实现,此状态下的电流只有0.2μA。测量时,写操作使器件上电,待完成转换后再恢复掉电状态,掉电时仍可以进行读数,因为I2C总线仍在工作。此模式下的功耗取决于读操作的速率。
◇ 转换开始方式
仅将引脚置1即可触发转换,一般为低电平有效。上升沿可使系统上电,上电时间为4μs,当为高电平的时间超过4μs时,下降沿触发转换,追踪/保持电路进入保持模式。而如果高电平时间小于4μs,则由其上升沿触发的内部定时器将保持住追踪/保持电路,并在定时结束后触发转换(定时4μs为上电时间)。
转换结束后,输入仍保持低电平,以使器件进入掉电模式。可以看出,在这种操作方式下,一般为低电平,脉冲的高电平可控制上电和转换开始。图4表示测量温度和转换模拟信号时推荐的脉冲时序。
◇ 转换速度
AD7416/AD7417/AD7418的最高频率为2.5 kHz(转换周期400μs)。TOTI和THYST为两个字节,当I2C以100 kbit/s的速度读数时,则需270μs,因此,如果温度读数频率过高,就有可能发生信号混迭,从而产生错误。
应用设计
图5为AD7417的典型外部连接电路。
图中,使用者可以通过A0、A1、A2进行地址选择,以便将最多8个AD7417接在同一个串口总线上。REFIN用于连接外部2.5 V基准电压。当使用外部基准电压时,位在管脚与GND之间连入一10μF的电容器。SDA、SCL则构成双线I2C串行总线接口。
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