可编程高精度测温集成电路LM76

　　摘要：高精度、12位信号输出集成电路LM76是由数字温度传感器和双线温度窗口比较器组成的，它具有功耗小、量程宽、串行总线接口等优点。文中介绍了该电路的工作特性、引脚功能及工作原理，最后给出了LM76用于API设计的典型应用电路。

　　关键词：数字温度传感器 窗口比较器 超限警报 可编程 LM76

　　1 概述

　　LM76是一个由数字温度传感器、I2C串行总线接口和温度窗口比较器组成的集成电路。在70℃~100℃和-10℃~+45℃的温度范围内，

其窗口比较器的串行总线接口的精度为±1℃。在25℃时，LM76CHM的精度可达±0.5℃。它的开漏中断输出(INT)在温度超过可编程窗口温度时被激活，温度超限警报输出(T-CRIT-A)在温度超过可编程的危险极限温度(超过此温度，会损坏LM76)时有效。

 

　　控制LM76的主机可以对窗口的上、下限和危险温度极限进行编程，它的可编程迟滞特性与故障队列能将误报情况减至最少。LM76在系统上电后首先处于一种缺省阈值状态。其传感器的缺省阈值为：迟滞温度THYST=2℃，

下限温度TLOW=10℃，上限温度THIGH=64℃，危险极限温度TCRIT=80℃。

 

　　LM76采用3.5V和5V电源，并具有串行总线接口，采用12位信号输出，其最大测量范围超过127℃，LM76的这些特点使得它可广泛用于温度控制系统、个人计算机保护、电子测试仪器、办公设备以及生物医学仪器等方面。

　　LM76具有以下特点：

　　●窗口比较器可简化ACPI的设计，同时兼容温度监视与控制;

　　●带有串行总线接口;

　　●有隔离开漏中断输出与超限温度关闭;

　　●具有最小功耗的关闭模式;

 

　　●一条总线可连接4个以上的LM76芯片;

　　●采用12位信号输出，最大量程超过127℃。

　　2 LM76的引脚功能及主要参数

　　LM76的引脚排列如图1所示，各管脚的功能如表1所列。

　　表1 LM76的管脚说明

　　符 号引脚号功 能典型连接

　　SDA1串行双向数据线，开漏输出，CMOS逻辑电平接上拉电阻，控制器的I2C数据线

　　SCL2串行总线时钟输入，CMOS逻辑电平接控制器的I2C时钟线

　　T-CRIT-A3温度超限警报，开漏输出接上接电阻，控制器的中断线或系统硬件关闭端

　　GND4电源地接地

　　INT5中断，开漏输出接上拉电阻，控制器的中断线

　　+Vs8电源电压正向输入端接3.3V或5V电源

　　A0～A17，6用户设置的地址输入端接地(低电平，“0”)或接+Vs(高电平，“1”)

　　LM76的主要参数如下：

　　●电源电压：3.3V或5V;

　　●电源电流：工作状态时为250μA(典型)，450μA(最大);关闭状态时为8μA(最大);

　　●测温精度：±0.5℃(25℃时的最大值);-10℃~+45℃时为±1.0℃(最大);

　　●分辨率：0.0625℃;

 

　　3 LM76的内部结构

　　图2所示为高精度测温集成电路LM76的内部结构框图，可以看出，LM76温度传感器包括一个带隙型温度传感器、一个13位ADC和一个可由用户设定上、下限值的数字比较器。当温度位于TLOW和THIGH窗口外时，比较器激活INT线;当温度超过TCRIT时，比较器激活T-CRIT-A线。这些工作线对工作模式和极性都是可编程的。

　　LM76作为从器件在串行总线上运行时，SCL线是输入线，SDA线是双向串行数据线。根据串行总线规范，LM76有一个7位受控地址，受控地址中的最高有效位设为“10010”，另外两个最低有效位分配给管脚A0、A1，并通过A0、A1接地或接+Vs来置"0"或置“1”。完整的受控地址为：

　　10010A1A0

　　ASB　LSB

　　4 应用举例

　　图3是一个满足ACPI设计要求的典型应用电路。其中，LM76可以对选择的温度窗口进行编程，并且当温度超过窗口极限时，

LM76会对微处理器发出中断信号，其内部识别标志能迅速判断温度是上升还是下降。当温度超过极限温度TCRIT时，LM76通过其硬件关闭电路实现与微处理的断开。INT输出与T-CRIT-A输出是相互分开的，但可以通过线-或连接在一起。另外，T-CRIT-A可以通过二极管或门连接到INT线，这种方式可使T-CRIT-A进程激活INT线，但INT进程不能激活T-CRIT-A线，这在同时向微处理器和LM76的T-CRIT-A关闭电路报告的进程中是十分有用的。

 

　　图4所示为与ACPI规范相对应的温度报警关闭系统。该电路通过电源的辅助输出来启动LM76，进而达到关闭失效或过热的计算机，以保护尽可能多的系统。