adm1021溫度測控晶元採用最新的測量技術避免了常規方法中的預先校準過程，且具有設定溫度限定值方便、ad轉換率可選等優點，作為低功耗的溫度監視器表現出良好的效能，在台式電腦、筆記本式電腦等領域應用廣泛，是理想的溫度測量儀器。
概述adm1021晶元由兩通道數字溫度計和溫度報警器組成，可用於個人計算機或其他需要溫度監控和管理的系統。該器件使用二極體連線的pnp型三極體測量諸如penitumⅱ或類似的微處理器的晶元溫度，也可以使用低功耗的非連線npn/pnp型器件（如2n3904/2n3906）測量溫度。由於採用了一種新穎的測量技術，抵消了基極和發射極間的電壓，避免了所需的校準過程。第二測量通道接收外部溫度感測器的輸出，用以監控器件及環境的溫度,在台式電腦、筆記本式電腦、靈敏電池組、工業控制、遙控裝置等方面應用廣泛。
adm1021晶元使用符合smbus標準的雙線序列介面進行連通，並可通過序列匯流排對溫度極值的上下限進行設定。當片內或片外的溫度越界時，引腳alert輸出訊號產生中斷或smbus報警。
圖1：adm1021晶元的各引腳功能如表1所列
工作原理
adm1021晶元包含乙個兩通道ad轉換器，它以片內/片外溫度感測器工作結果為訊號輸入並加以轉換。當adm1021正常工作狀態時，ad轉換器工作在自由執行狀態，模擬多路器選擇片內或片外溫度感測器的測量結果，經adc數位化後，以二進位制補碼形式儲存在片內和片外8位溫度值暫存器中。
在測量結果與儲存在晶元極值暫存器內的溫度限定值比較後，如存在越界訊號將使狀態暫存器置位，並將引腳alert的輸出訊號拉低。
可借助序列管理匯流排對暫存器的值進行預置和修改，並可通過smbus讀回暫存器的值。其控制和修改的功能包括：
● 選擇器件在正常工作模式或備用模式
● 遮蔽引腳alert的輸出或使其有效
● 選擇轉換頻率
1. 測量原理
測量溫度的最簡單的方法是利用恆電流下的二極體的負溫度係數或三極體的基極-發射極電壓計算得出的。然而，這需要考慮vbe與零的相對值，通常這個引數是隨器件的不同而變化的。
adm1021測量vbe在不同電流下的變化值，其公式如下：
△vbe= kt/q×in(n)
其中：k是玻爾茲曼常數（1.38×10-23j/k）
q是電子電荷數（1.6×10-19庫侖）
t是kelvins溫度
n是兩電流的比值
圖：2使用片外溫度感測器的電路連線圖
圖2顯示了使用片外溫度感測器的電路連線圖。圖中用乙個襯底三極體作為片外感測器，用以監控微處理器的溫度（應注意的是如果使用的是分立式三極體，其集電極不應接地而是要連線在基極上）。為了避免測量中對地雜訊的干擾，感測器的負端接三極體後再與地連線，這是利用二極體的內部偏壓特性。電容c1可被視為雜訊濾波器，其平均值可取2200pf（但不要超過3000pf）。
為了測量δvbe可用一開關在i與n×i之間進行切換，其輸出通過乙個65khz低通濾波器去除雜訊。然後，經過削波漂移補償放大器（chopper-stabilized amplifier）進行訊號放大和波形整流，在經ad轉換後以8位二進位制補碼形式輸出。
片內溫度感測器的訊號處理過程與此相同。
2. 溫度資料初始化
adc的lsb（最低有效位，least significant bit）與1℃相關，所以理論上adc的測量範圍是從-128℃到+127℃；但由於器件的最大轉換率的限制，實際上其測量範圍是從-65℃到+127℃。具體資料如表2所示。
3. 暫存器
adm1021有9個暫存器，分別儲存片內/片外溫度測量的結果、片內/片外溫度限定值的上限和下限以及器件的配置引數。表3給出了這些暫存器的具體說明。
adm1021的暫存器有雙重位址，其讀位址和寫位址不同，任何試圖對讀位址寫操作或對寫位址讀操作都將導致非法錯誤。此外，暫存器中0fh以上的位址保留用做出廠時測試使用或留待以後使用，不可以被寫入。
4. 序列匯流排介面
adm1021的控制是依靠序列匯流排完成的，adm1021可以藉此與從屬部件器件相連，也可被主控器件控制。
5. 位址引腳
通常，每個smbus器件有乙個7位位址，當主控器件將位址通過匯流排送出後，從屬器件會有所應答。adm1021有兩個位址引腳add0和add1可以選擇使用，故幾個adm1021可以使用一條匯流排以避免其他器件的影響。由於位址引腳有接地、空接、與vdd相連三態可以選擇，所以共有9種不同的可能位址。見表4所示。
6. 工作週期
序列匯流排上傳輸的資料以8位作為乙個有效位，由7位位址位和1個r/w位組成。在sdata為低後連續9個sclk脈衝中執行乙個寫/讀操作。在r/w為0時，主機向從屬器件寫入資料；在r/w為1時，主機從從屬器件中讀入資料。值得注意的是adm1021的寫位址和讀位址不同，如果混淆兩個位址會產生非法錯誤。
（1）寫操作
adm1021有兩種寫操作，一種是先向位址指標暫存器中寫入準備寫入的暫存器位址，在將資料寫入這個選定的暫存器中。其時序圖見圖3所示。
另一種寫操作是只向位址指標暫存器寫入資料，其時序圖見圖4所示。
（2） 讀操作
adm1021的讀操作與寫操作類似，只是r/w為1，其時序圖見圖5所示。
應用設計
1. 應用電路
圖6是adm1021的典型應用電路，使用分立式三極體作感測器並使用雙絞線遮蔽網與之相連，其中引腳sclk、sdata、alert在不使用時必須掛起。
引腳sclk和sdata可以通過介面直接與i/o控制器的smbus相連，如圖7的連線圖所示。圖中使用的i/o控制器是intel pci isa ide xcelerator（pⅱx4）晶元8237 1ab。
2. 線路布局
d +、d-應相互靠近、平行佈線，並需提供地線；在引腳vdd處連線0.1μf的旁路電容；在d+之後連線2200pf的輸入濾波電容，這些都可以減少雜訊對測量的影響。
圖3：寫操作1時序圖
圖4：寫操作2時序圖
圖：5讀操作時序圖
由於adm1021的片外感測器很敏感，所以在測量時應將可能的雜訊減至最少。在測量中盡可能將adm1021與片外感測器靠近，注意遠離諸如時鐘訊號發生器、資料/位址匯流排之類的訊號源，此時距離可保持在4到8英吋。過長的導線其串聯的阻值會引起測量溫度的偏差，大約1ω串聯阻值產生0.5℃的溫差錯誤。整個器件中要減少銅焊接的頭的數量，以避免熱電偶的影響。
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