第1页共19页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共19页数字温度传感器AD7416及其应用作者:李明杨文昭来源:国外电子元器件摘要：AD7416是美国模拟器件公司（ADI）出品的单片数字温度传感器，其片内寄存器可以设置高／低温度门限，并可通过I2C接口对内部寄存器进行读／写。文中介绍了AD7416的基本特性、引脚功能和工作原理，并给出了典型应用电路。关键词：温度传感器；I2C接口；模数转换；AD7416AD7416是美国模拟器件公司（ADI）出品的单片温度监控系统集成电路。其内部包含有带隙温度传感器和10位模数转换器，可将感应温度转换为0．25℃量化间隔的数字信号，以便用来与用户设置的温度点进行比较。AD7416片内寄存器可以进行高／低温度门限的设置。当温度超过设置门限时，过温漏级开路指示器（OTI）将输出有效信号。另外，可以通过I2C接口对AD7416的内部寄存器进行读／写操作，最多可允许8片AD7416挂接在同一个串行总线上。该温度传感器可广泛应用于数据采集系统中的环境温度监测、工业过程控制、电池充电以及个人计算机等系统。1基本特性与引脚功能AD7416具有如下基本特性：●工作电压范围为＋2．7V～＋5．5V；●测温范围为－55℃～＋125℃；●具有10位数字输出温度值，分辨率为0．25℃；●精度为±2℃（－25℃～＋100℃）和±3℃（－55℃～＋125℃）；●转换时间为15～30μs，更新速率为400μs；●带有过温漏级开路指示器（OTI）；●具有I2C兼容的串行接口和可选的串行总线地址；●具有低功耗关闭模式（典型值为0．2μA）；●可用来升级替换LM75。AD7416采用8脚表面贴SO和8脚小型SOIC封装形式，图1所示为AD7416的引脚排列图，各引脚功能如表1所列。第2页共19页第1页共19页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共19页2工作原理AD7416的内部功能框图如图2所示。它的片内带隙温度传感器可按预先设置的工作方式对环境温度进行实时测量，并将结果转化为数字量存入到温度值寄存器中（地址00H），其环境温度与输出数据的关系如表2所列。第3页共19页第2页共19页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共19页AD7416预先设置的工作方式分两种：●自动测温方式。在这种方式下，AD7416每隔400μs对环境温度测量一次，每次的量化转换时间为15～30μs，其余时间芯片则自动转入休眠状态；●低功耗方式。这种方式通常应用在测温频率较低的场合。当用户需要对环境温度进行测量时，可通过I2C串行接口总线来写入操作命令，此时，芯片将由休眠状态转入测温状态。当温度量化转换结束后，芯片将重新转入休眠状态。AD7416内部的配置寄存器（地址01H）为8位读／写寄存器，可用于设置操作方式，其格式为：配置寄存器各部分的功能如下：●D7～D5始终设置为000；●D4和D3用于设置故障排队长度，以防止测温系统在受到干扰时错误地触发过温指示器（OTI），故障排队长度可分别设置为1、2、4和6次；●D2用于设置OTI的输出极性。0表示低电平输出，1表示高电平输出；●D1用于设置OTI的工作方式。0表示采用比较方式工作，即当环境温度超过TOTI时触发OTI输出，其输出电平一直保持到环境温度第4页共19页第3页共19页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共19页降至THYST；1表示采用中断方式工作，即当环境温度超过TOTI时触发OTI输出，其输出电平将一直保持到下一次读操作，而在这期间，即使环境温度降到THYST，输出电平也不翻转；●D0用于设置工作方式。0表示采用自动测温方式，1表示采用低功耗方式。THYST温度点寄存器（地址02H）和TOTI温度点寄存器（地址03H）均是16位读／写寄存器，分别用于设置低端和高端温度点的门限值，所设数值以二进制补码的形式存入高9位，其余位置0。AD7416采用I2C串行总线和数据传输协议来实现同外设的数据传输。在数据传输过程中AD7416作为从器件通过数据输入／输出线SDA以及时钟信号线SCL与总线相连。其传输时序如图3所示。当SCL保持高电平时，SDA从高电平到低电平的跳变为数据传输的开始信号，随后传送AD7416的地址信息和读／写控制位。其地址信息的格式为：100...
