IC類溫度傳感器的簡化設計

具有數字I/O接口的溫度傳感器

大約在五年前，一種新型的溫度傳感器被引進。這些裝置包括數字接口(允許與微控制器進行通訊)。這種通信界面一般包括I2C和SMBus串行總線，而另外一些串行通信界面(諸如SPI)也是通用的。該接口可傳送數字到微處理器，該接口也能接受到微控制器的指令。這些指令常常是溫度的域值，即溫度如果越限，就會在溫度傳感器IC上產生一個數字信號(它將對微控制器產生一個中斷)。微控制器然后就能調節風扇速度或調整微處理器，使溫度處于控制之中。

這類裝置可廣泛使用，在這些應用中，可進行遙控溫度測量。為了進行遙控測量，大部分高性能CPUs都包括一個onchip轉換器，該轉換器可提供溫度的模擬電壓值。(僅在轉換器的兩個p-n結的一個被使用。)圖3顯示了一個被監測的遙測CPU采用該項技術。另一種應用是采用一個離散的轉換器進行同樣的功能。

這類傳感器(包括顯示在圖3中的傳感器)的另一個重要特點是當所測得溫度處不在高限和低限之間的范圍時具有中斷微處理器的能力。在其它的傳感器中，當測量溫度值越過高限或低限時(不能同時有兩值)，一個中斷信號應被產生。對于圖3中的傳感器，這些域值通過SMBus接口被傳送到溫度傳感器。如果溫度變化到域值范圍之外，報警信號應能中斷微處理器。

圖4中畫出的是一個類似裝置，然而，它不是監測一個p-n結，而是監測四個結點及自己的內部溫度。因為Maxim的 MAX1668只消耗很少的電量，它的內部溫度接近環境溫度。測量環境溫度就能判斷出該系統風扇是否正常運行。

通過遠端監控溫度來控制風扇是IC顯示在圖5中的主要功能。這種情況的用戶能在風扇控制的兩個不同模式中選擇。用PWM模式，微處理器靠改變發送給風扇的信號周期控制風扇速度作為測量溫度的一個功能。這種情況所需的消耗電能遠低于控制件的線性模式產生的。由于某些風扇在PWM信號頻率控制時發出能聽得見的聲音，而線性模式在這方面則更具有優點，但存在電能消耗高和需要其它的附加電路，雖然額外的電能消耗只是整個系統電能消耗的一小部分。

當溫度超過規定的域值時，該IC 提供中斷微處理器的報警信號。明顯信號的安全(一種短期的過溫信號)模式也被提供。當溫度升高到一個危險值時，如果微處理器或軟件非正常運行，報警信號將會失去意義。然而，明顯的是，一旦溫度升高到某一設定值時(經由SMBus)，它將會對控制電路動作，而不需要微處理器的幫助。因此，在這種高溫時，微處理器最明顯方式應是直接關閉電源，而不用微處理器控制，防止潛在地災難故障。

裝置的數字I/O可廣泛的用在服務器，電池封裝和硬盤驅動。眾多的溫度點可用來監控眾多的測量點，以增加服務器的科靠性。在母板上(它是底盤上的基本環境溫度)，在CPU內部，在其它的熱產生元件(諸如圖形加速器和硬盤驅動器)。為了安全原因電池封裝中合并了溫度傳感器和優化的電池外形，它可以增加電池的壽命。