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FM75型 低压二线制数字温度传感器 热报警

时间:2019-11-8, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

特征

用户可配置为9、10、11或12位分辨率精确校准至±1°C,0°C至100°C典型的温度范围:-40°C至125°C低工作电流(小于250微安)低自加热(静止空气中最高0.2°C)工作电压范围:2.7V至5.5V

应用

电池管理传真管理打印机便携式医疗器械暖通空调系统电源模块磁盘驱动器计算机汽车部件

说明

FM75包含高精度CMOS温度传感器,Delta-Sigma模数转换器,以及与SMBus兼容的串行数字接口在40°C至在0°C至100°C范围内为125°C和±1°C9到12位分辨率(默认为9)。热报警输出,超限信号(OS)支持中断和比较器模式如果超过用户可编程的跳闸温度,则操作系统激活。当温度低于跳闸温度,加上用户可编程滞后限制,操作系统被禁用。表面安装SOIC-8(SOP-8)封装。

基本操作FM75温度传感电路连续工作产生与设备温度成比例的模拟电压每隔一段时间,FM75转换模拟电压为2的补码数字值,它被放入温度寄存器。FM75有一个与SMBus兼容的数字串行接口,允许访问温度下的数据随时登记。此外,串行接口还提供对所有其他FM75寄存器的访问,以自定义设备的操作。FM75温度到数字转换可以有9,选择10、11或12位分辨率,提供0.5°C,0.25°C、0.125°C和0.0625°C温度分辨率,分别是通电时,默认转换分辨率为9位。转换分辨率由配置寄存器中的R0和R1位。表1给出了输出数字数据和外部温度这个表1中的9位、10位、11位和12位列表示输出数据流中最右边的一位,它可以包含每个转换精度的温度信息因为输出的数字数据是二进位的格式,最重要的温度位是“符号”位如果符号位为零,则温度为正;如果符号位为1,则温度为负。FM75具有关机模式,可将工作电流降低至150nA。此模式由配置寄存器中的SD位。通电默认条件FM75在以下默认状态下通电:

恒温器模式:比较器模式

操作系统极性:低激活

容错性:1个故障(即配置寄存器)TOS:80°C温度:75°C寄存器指针:00(温度寄存器)转换分辨率:9位(即R0=0和R1=0在配置寄存器中)通电后,这些条件可以重新编程通过串行接口。参见串行数据总线FM75编程指令的操作部分。

热报警功能FM75热报警功能提供可编程恒温器功能,并允许FM75工作作为独立的恒温器,不使用串行接口超限信号(OS)输出为警报输出。这个信号是开漏输出,在通电时,此引脚配置为低极性激活。表1温度关系和数字输出

OS极性由配置寄存器中的POL位控制。热报警的可编程上限跳闸点温度存储在TOS中登记可编程滞后温度(即。,下触发点)存储在THYST寄存器中。热报警有两种操作模式:比较器模式和中断模式。通电时,默认是比较器模式报警模式由配置寄存器中的CMP/INTR位。容错性对于比较器和中断模式,报警“容错”设置在确定操作系统输出被激活。容错是指错误条件必须连续的次数在通知用户之前检测到。更高的容错设置有助于消除由系统中有噪音报警容错由配置寄存器中的F0和F1位控制。这些位可用于将容错设置为1、2,4或6,如表4所示通电时,这两个位默认为0(容错=1)。

比较器模式在比较器模式下,每次温度到数字(T-to-D)温度转换发生,新的数字将温度与存储在TOS中的值进行比较和THYST寄存器如果连续温度测量的容错数大于存储在TOS寄存器中的值,操作系统输出被激活。例如,如果位F1和F0等于“10”(容错=4),四个连续的温度测量值必须超过TOS才能激活OS输出。一旦操作系统输出处于活动状态,它将保持活动状态,直到第一次测量到的温度降到储存在THYST寄存器中的温度手术比较器模式下的报警,容错=2如图所示。中断模式在中断模式下,操作系统输出首先变为活动状态在连续温度测量的容错数超过TOS中存储的值之后寄存器(类似于比较器模式)。一旦操作系统激活,它只能由用户从FM75寄存器(温度、配置、TOS或THYST)或将FM75置于关机模式(即。,通过将配置寄存器中的shutdown位设置为“1”)。一旦清除,操作系统输出只能被激活下次按容错数连续温度测量值低于存储值在这里。一旦被激活,操作系统输出只能是由用户读取或关闭而停用。中断中在模式下,操作系统的激活/清除周期如下模式:温度>TOS,透明,温度<THYST,清除、温度>TOS、清除等的操作图显示了中断模式下的警报,容错率为2。

寄存器FM75包含以下五个寄存器:

命令寄存器

温度寄存器

配置寄存器

超限信号温度寄存器(TOS)??滞后温度寄存器(THYST)用户可以通过随时提供数字串行接口(参见串行接口操作说明)对…的详细描述这些寄存器及其功能在以下章节中提供。寄存器层次结构图如下如图所示。

命令寄存器命令寄存器为单字节(8位)只写登记存储在命令寄存器中的数据指示在即将开始的行动命令寄存器“指向”所选寄存器,如图所示。命令寄存器如图所示。P1命令寄存器的P0位决定访问寄存器,如表2所示最多的六个命令寄存器的有效位(MSBs)必须永远是零把一个写进这些比特中的任何一个导致当前操作终止。命令寄存器保留指针信息操作之间;因此,此寄存器只需要为连续的读取操作更新一次同一个寄存器。命令寄存器中的所有位开机时默认为零。

温度寄存器温度寄存器为双字节(16位)只读登记来自T-to-D转换器的数字温度以2的补码格式存储在温度寄存器中,并更新该寄存器的内容每隔一段时间,每次T-to-D转换完成了。用户可以在任何时候。当T到D转换完成时将新数据加载到比较器缓冲区中进行计算如果出现故障,则更新温度寄存器读取周期不在进行中。FM75是连续的不管读写情况如何,都要评估故障状况公车上的活动。如果正在进行读取,则读取温度。可读温度为在未被读取周期掩盖的下一次T-to-D转换完成时更新。温度寄存器如图7所示。根据T到D转换的分辨率,寄存器的9、10、11或12个MSBs包含温度数据。数字温度之后所有未使用的位都为零温度的MSB位置寄存器始终包含数字温度的符号位,位14包含温度MSB位在温度寄存器中,通电时默认为零。

SB=2的补符号位

TMSB=温度MSB

T=温度数据

9位LSB=9位转换的温度LSB

10位LSB=10位转换的温度LSB

11位LSB=11位转换的温度LSB

12位LSB=12位转换的温度LSB

配置寄存器配置寄存器是一个单字节(8位)读/写寄存器(见图)。此寄存器允许用户控制FM75关机模式以及以下热报警功能:极性、工作模式和容错。配置寄存器包含两个设置容错跳闸点的位容错跳闸点是内部电路读取温度并发现温度超出编程设定的极限。编程极限由上限和由THYST寄存器指定的下限。表4显示了F1和F0与所需的连续错误或“跳闸”次数启动警报配置寄存器还包含将T到D转换分辨率设置为9、10、11或12位的两个位表3显示了R1和T0与转换分辨率的关系配置寄存器中的所有位默认为通电时为零。

R1=分辨率位1(见表3)。

R0=分辨率位0(见表3)。

F1=容错位1(见表4)。

F0=容错位0(见表4)。

POL=OS输出极性:0=低电平有效,1=有效很高。

CMP/INT=恒温器模式:0=比较器模式,1=中断模式。

SD=关机:0=正常运行,1=关机模式。

超限信号温度寄存器(TOS)TOS寄存器是一个双字节(16位)读/写寄存器以两个补码的格式存储热报警的用户可编程上限跳闸点温度。通电时,该寄存器默认为80°C(即01010000万)。TOS寄存器的格式与温度寄存器(见图)的四个LSBTOS寄存器硬连接到零,因此数据写入忽略这些寄存器位的MSB位置TOS寄存器包含数字温度的符号位,位14包含温度MSB。T到D转换的分辨率设置决定了热报警。例如,对于9位转换触发点温度由忽略TOS寄存器和所有剩余位。滞后温度寄存器(THYST)THYST寄存器是一个双字节(16位)读/写寄存器,它以双补格式存储热报警的可编程较低触发点温度。通电时,该寄存器默认为75°C(即010010110000万)THYST寄存器如图所示。格式这个寄存器和温度的寄存器是一样的登记THYST寄存器的四个lsb被硬连接到零,因此写入这些位的数据被忽略。T-to-D转换的分辨率设置确定THYST寄存器的使用位数热报警器。例如,对于9位转换,滞回温度由九个MSBs定义忽略THYST寄存器的所有剩余位。

串行数据总线操作一般操作通过与SMBus兼容的二线串行接口完成对FM75寄存器的写入和读取SMBus协议要求总线启动并控制所有读写操作。这个装置叫做“主”装置主人设备还生成SCL信号,即时钟总线上所有其他设备的信号所有其他设备在总线上称为“从”设备。FM75是从设备。主设备和从设备都可以在总线上发送和接收数据。在SMBus操作期间,每个时钟周期所有SMBus操作都遵循重复的9由八位(一字节)组成的时钟周期模式在发送数据后加上确认(ACK)或不从接收设备确认(NACK)。请注意,在任何因此,在数据传输期间的数据流和ACKs/nack。相反,时钟周期太少可能导致不正确如果从16位寄存器意外读取8位,则执行的操作。对于大多数操作,SMBus协议要求SDASCL高时保持稳定(不动)的线路-也就是说,只有当SCL很低。此规则的例外情况是设备发出启动或停止信号。从设备无法发出启动或停止信号。启动条件:当SDASCL高时,线路从高到低转换。主设备使用此条件来指示数据传输即将开始。停止条件:当SDASCL高时,线路从低到高转换。主设备使用这个条件来表示结束数据传输。确认与不确认:当数据传输到从设备,它发送一个确认(ACK)在接收到每个字节的数据之后主设备仅在第一个字节后发送确认(ACK)从双字节寄存器读取接收装置通过将SDA拉低一个时钟周期来发送ACK。在最后一个字节之后,主设备发送一个“not确认“(NACK)然后是停止条件。一个NACK通过在时钟期间保持SDA高来指示在最后一个字节之后。

FM75地址的四个msb被硬连接到1001年。三个lsb是用户通过绑定A0、A1和A2引脚连接到VDD或接地。这提供了8个不同的FM75地址,最多允许八个FM75连接到同一总线。从FM75读写所有读写操作必须以主设备产生的启动信号开始。启动后,主设备必须立即发送从设备地址(7位),后跟一个读/写位。如果奴隶地址匹配FM75,FM75的地址在接收到读/写位后通过拉SDA线路低一个时钟周期提供所有FM75操作的时序图。设置指针对于所有操作,存储在命令中的指针寄存器必须指向寄存器(温度,要写入的配置(TOS或THYST)或者从中阅读。要更改命令寄存器中的指针值,地址后面的读/写位必须是0。这表示主机将写入新的信息进入命令寄存器。在FM75发送应答应答接收的ACK之后地址和读/写位,主设备必须如前所述,发送适当的8位指针值在寄存器部分FM75在接收新指针数据。指针设置操作如图所示每当执行指针集时,必须立即执行然后是读或写操作。注意六个指针值的MSBs必须为零。如果六个MSBs不为零,FM75不发送ACK并在内部终止操作。命令寄存器保留操作之间的当前指针值;因此,一旦寄存器被指示,随后读取操作不需要指针设置周期写操作总是需要重置指针。

阅读如果指针已经指向所需的寄存器,通过设置读/写位(在从机地址之后)到1。之后发送ACK时,FM75在下一个时钟周期开始发送数据。如果配置寄存器正在读取时,FM75传输一个字节的数据(参见图)。主人应该用NACK回应,然后是停止条件如果温度,TOS,或正在读取系统寄存器,FM75发送两个字节的数据(见图12)。主人必须回应到带有ACK的数据的第一个字节,再到第二个字节后跟停止条件的NACK数据字节。若要从命令寄存器当前指示的寄存器以外的寄存器中读取所需的必须设置寄存器。紧跟在指针后面设置,主机必须执行重复启动条件,这表明FM75一个新的操作即将发生。

如果不出现重复启动条件,FM75假定正在进行写入,并且所选寄存器被数据总线上即将到来的数据覆盖之后启动条件,主机必须再次发送设备地址和读/写位这一次,读/写入位必须设置为1以指示读取。其余的读取周期与前面描述的相同用于从预设指针位置读取的段落。写作所有写操作都必须由指针集进行,即使指针已经指向所需的寄存器。紧跟在指针集之后,主机必须开始传输要写入的数据如果主人是写入配置寄存器,一个字节的数据必须发送(参见图)如果正在写入TOS或THYST寄存器,主机必须发送两个字节的数据(见图)在传输的每个字节之后数据,主机必须释放串行数据(SDA)线路一个时钟周期允许FM75确认接收字节。写入操作应通过来自主机的停止信号终止。注意:无意中从16位寄存器从16位寄存器中意外读取的8位D7位低,可导致FM75暂停其中SDA线被输出数据拉低,并且无法接收停止或启动条件从那里唯一的方法是从此状态将持续计时九个周期,直到SDA变高,此时发出停止条件重置FM75,如图所示。


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