可編程高精度測溫集成電路LM76

摘要：高精度、12位信號輸出集成電路LM76是由數(shù)字溫度傳感器和雙線溫度窗口比較器組成的，它具有功耗小、量程寬、串行總線接口等優(yōu)點。文中介紹了該電路的工作特性、引腳功能及工作原理，最后給出了LM76用于API設(shè)計的典型應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：數(shù)字溫度傳感器 窗口比較器 超限警報 可編程 LM76

1 概述

LM76是一個由數(shù)字溫度傳感器、I2C串行總線接口和溫度窗口比較器組成的集成電路。在70℃~100℃和-10℃~+45℃的溫度范圍內(nèi)，其窗口比較器的串行總線接口的精度為±1℃。在25℃時，LM76CHM的精度可達±0.5℃。它的開漏中斷輸出（INT）在溫度超過可編程窗口溫度時被激活，溫度超限警報輸出（T-CRIT-A）在溫度超過可編程的危險極限溫度（超過此溫度，會損壞LM76）時有效。

控制LM76的主機可以對窗口的上、下限和危險溫度極限進行編程，它的可編程遲滯特性與故障隊列能將誤報情況減至最少。LM76在系統(tǒng)上電后首先處于一種缺省閾值狀態(tài)。其傳感器的缺省閾值為：遲滯溫度THYST=2℃，下限溫度TLOW=10℃，上限溫度THIGH=64℃，危險極限溫度TCRIT=80℃。

LM76采用3.5V和5V電源，并具有串行總線接口，采用12位信號輸出，其最大測量范圍超過127℃，LM76的這些特點使得它可廣泛用于溫度控制系統(tǒng)、個人計算機保護、電子測試儀器、辦公設(shè)備以及生物醫(yī)學(xué)儀器等方面。

LM76具有以下特點：

●窗口比較器可簡化ACPI的設(shè)計，同時兼容溫度監(jiān)視與控制；

●帶有串行總線接口；

●有隔離開漏中斷輸出與超限溫度關(guān)閉；

●具有最小功耗的關(guān)閉模式；

●一條總線可連接4個以上的LM76芯片；

●采用12位信號輸出，最大量程超過127℃。

2 LM76的引腳功能及主要參數(shù)

LM76的引腳排列如圖1所示，各管腳的功能如表1所列。

表1 LM76的管腳說明

LM76的主要參數(shù)如下：

●電源電壓：3.3V或5V；

●電源電流：工作狀態(tài)時為250μA（典型），450μA（最大）；關(guān)閉狀態(tài)時為8μA（最大）；

●測溫精度：±0.5℃（25℃時的最大值）；-10℃~+45℃時為±1.0℃（最大）；

●分辨率：0.0625℃；

3 LM76的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖2所示為高精度測溫集成電路LM76的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，可以看出，LM76溫度傳感器包括一個帶隙型溫度傳感器、一個13位ADC和一個可由用戶設(shè)定上、下限值的數(shù)字比較器。當(dāng)溫度位于TLOW和THIGH窗口外時，比較器激活I(lǐng)NT線；當(dāng)溫度超過TCRIT時，比較器激活T-CRIT-A線。這些工作線對工作模式和極性都是可編程的。

LM76作為從器件在串行總線上運行時，SCL線是輸入線，SDA線是雙向串行數(shù)據(jù)線。根據(jù)串行總線規(guī)范，LM76有一個7位受控地址，受控地址中的最高有效位設(shè)為“10010”，另外兩個最低有效位分配給管腳A0、A1，并通過A0、A1接地或接+Vs來置0或置“1”。完整的受控地址為：

4 應(yīng)用舉例

圖3是一個滿足ACPI設(shè)計要求的典型應(yīng)用電路。其中，LM76可以對選擇的溫度窗口進行編程，并且當(dāng)溫度超過窗口極限時，LM76會對微處理器發(fā)出中斷信號，其內(nèi)部識別標志能迅速判斷溫度是上升還是下降。當(dāng)溫度超過極限溫度TCRIT時，LM76通過其硬件關(guān)閉電路實現(xiàn)與微處理的斷開。INT輸出與T-CRIT-A輸出是相互分開的，但可以通過線-或連接在一起。另外，T-CRIT-A可以通過二極管或門連接到INT線，這種方式可使T-CRIT-A進程激活I(lǐng)NT線，但INT進程不能激活T-CRIT-A線，這在同時向微處理器和LM76的T-CRIT-A關(guān)閉電路報告的進程中是十分有用的。

圖4所示為與ACPI規(guī)范相對應(yīng)的溫度報警關(guān)閉系統(tǒng)。該電路通過電源的輔助輸出來啟動LM76，進而達到關(guān)閉失效或過熱的計算機，以保護盡可能多的系統(tǒng)。