每當(dāng)在較寬的測(cè)量范圍內(nèi)需要多個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí),溫度曲線分析都是必不可少的??梢栽O(shè)計(jì)多個(gè)傳感器組件或通常稱為的多點(diǎn)來解決此問題。本應(yīng)用筆記根據(jù)其I / O多分支能力結(jié)果解決了不同類別的熱產(chǎn)品。
傳統(tǒng)上,大多數(shù)集成了Philips?I2C I / O協(xié)議的IC都有固定的(工廠定義的)從機(jī)地址,可在通信期間使用。但是,在許多熱應(yīng)用中,可能希望利用放置在不同物理位置的多個(gè)溫度傳感器來監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)預(yù)定義“區(qū)域”中的工作溫度。為了在最大程度減少分配給通信功能的CPU資源的同時(shí)適應(yīng)這種情況,許多散熱產(chǎn)品都增加了用戶定義從站尋址的靈活性。該用戶定義功能使用一個(gè)或多個(gè)附加輸入引腳,該輸入引腳允許將特定傳感器映射到示意性定義的從機(jī)地址。
通過I / O多點(diǎn)支持功能對(duì)散熱產(chǎn)品進(jìn)行分類,可為用戶定義從站尋址提供三種基本的選項(xiàng)選擇:
定義
的輸入電平可以通過簡(jiǎn)單的硬件定義(即,電阻放置)或動(dòng)態(tài)CPU資源來控制地址輸入引腳的狀態(tài)。SCL和SDA上使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字邏輯輸入電平(VIH / VIL)也可以應(yīng)用于地址輸入引腳。
圖1描繪了一種典型的I2C電阻上拉方案,其中,I2C主器件的資源定義為漏極開路,默認(rèn)的ADD引腳狀態(tài)為邏輯1。無論何時(shí)該從器件,都必須在相關(guān)的START信號(hào)之前提供所需的解碼(ADD輸入偏置)。將被訪問;它應(yīng)該保持穩(wěn)定,直到發(fā)出關(guān)聯(lián)的STOP之后。
輸入級(jí)定義的組件會(huì)主動(dòng)解碼地址輸入引腳偏置以確定當(dāng)前的從機(jī)地址。在具有可選ADD引腳以解碼SDA或SCL狀態(tài)的器件上,建議將ADD直接連接到所需的引腳。通過使用全軌地址引腳調(diào)節(jié),可以實(shí)現(xiàn)最大的信號(hào)裕量。在硬件中定義地址引腳條件時(shí),請(qǐng)使用低歐姆值上拉/下拉電阻(<1kΩ)。
引腳狀態(tài)定義
地址輸入引腳條件必須由硬件定義(在PCB組裝時(shí))控制。此類別中的組件具有可能的從屬地址的三個(gè)或三個(gè)以上變體,包括在輸入引腳可能處于未連接狀態(tài)的情況下的唯一解碼。
圖2描繪了典型的接地I2C地址引腳定義。如果要通過電源定義ADD,則該引腳應(yīng)直接連接到所需的電源軌。(對(duì)V +或GND使用0Ω。)
為“無連接”定義的引腳不應(yīng)有任何外部組件或走線與這些輸入焊盤接觸。圖3顯示了電阻分壓器的不當(dāng)放置,此處試圖將ADD輸入保持在(V + / 2)。如果選擇了此引腳條件,請(qǐng)注意,下游組裝件(例如,助焊劑殘留物,水分,相鄰的數(shù)字走線等)可能會(huì)對(duì)預(yù)期地址解碼的操作產(chǎn)生負(fù)面影響。當(dāng)沒有其他選擇可用時(shí),請(qǐng)使用此未連接選項(xiàng)。
引腳狀態(tài)定義的組件的工作方式與輸入電平定義的設(shè)計(jì)相似,但是輸入條件的第三種(有時(shí)是第四種)變化(例如,浮地,接地電阻等)增加了復(fù)雜性。因此,該類別的組件對(duì)潛在的地址錯(cuò)誤選擇,與相鄰跡線的噪聲耦合,組裝處理(例如,來自殘留污染物的表面泄漏路徑)或原始硅處理的變化更加敏感。
定義為解碼高邏輯電平的引腳應(yīng)直接連接(即,將0Ω連接至設(shè)備電源。定義為解碼低邏輯電平的引腳應(yīng)直接連接(即,將0Ω連接至板地)。 GND可能需要5%的外部組件容差,有關(guān)更多詳細(xì)信息,請(qǐng)參見產(chǎn)品的規(guī)格。
定義
的訂購需要特定的訂購變型(即,零件的材料構(gòu)造,BOM的特定變型),以便可以利用每個(gè)唯一的從機(jī)地址。這種特定于零件編號(hào)的方法的優(yōu)點(diǎn)是在應(yīng)用中具有抗噪聲能力。由于處理同一芯片的關(guān)鍵位置變化,在采購/組裝復(fù)雜性方面也可能存在不利之處。
圖4描繪了利用八個(gè)獨(dú)特的DS1775數(shù)字溫度計(jì)訂購型號(hào)的簡(jiǎn)化連接方案。
定義訂購的組件為多芯片布局提供了最強(qiáng)電穩(wěn)定性的解決方案,因?yàn)闆]有其他必須控制的封裝引腳或信號(hào)。但是,正如最初指出的那樣,此解決方案需要基于每個(gè)插槽的唯一BOM和放置要求。
總而言之,對(duì)多點(diǎn)熱感測(cè)的需求是基于特定系統(tǒng)的溫度監(jiān)控要求以及使組件間I / O專用CPU資源最小化的普遍愿望。我們討論了Maxim熱量管理產(chǎn)品系列中提供的幾種溫度傳感器,數(shù)字溫度計(jì)和恒溫器中提供的多點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的三種變體,并針對(duì)每種變體的實(shí)現(xiàn)關(guān)注點(diǎn)提供了一些指導(dǎo)。
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