LM75AD温度传感器的应用（1）

        LM75A是一种使用片上带隙温度传感器和Sigma-delta a-d转换技术的温度-数字转换器。该装置也是提供超温检测输出的热检测器。LM75A包含多个数据寄存器:配置寄存器(Conf)用于存储设备设置，如第7节“功能描述”中所述的设备操作模式、操作系统操作模式、操作系统极性和操作系统故障队列;温度寄存器(Temp)存储数字温度读数，设定点寄存器(Tos和Thyst)存储可编程的过温关闭和迟滞限制，可以通过控制器通过2线串行i2c总线接口进行通信。该装置还包括一个开漏输出(OS)，当温度超过程序设定的限制时，该输出就会激活。有三个可选择的逻辑地址引脚，因此八个设备可以连接到同一总线上而不会发生地址冲突。

        LM75A可以根据不同的工作条件进行配置。可以设置为正常模式，定期监控环境温度;也可以设置为关机模式，降低功耗。操作系统输出在两种可选模式下运行:操作系统比较器模式或操作系统中断模式。它的活动状态可以选择为HIGH或LOW。故障队列定义了连续故障的数量，以便激活操作系统输出，可编程以及设定值限制。

        温度寄存器总是存储一个11位2的补数数据，给出0.125°C的温度分辨率。这种高温度分辨率在精确测量热漂移或热失控的应用中特别有用。

        该设备在正常运行模式下通电，操作系统处于比较器模式，温度阈值为80℃，迟滞为75℃，因此可以作为具有预定义温度设定点的独立恒温器使用。

Pin-for-pin替换工业标准LM75，提供了提高的温度分辨率0.125°C和单个部件的规格从电源范围2.8 V ~ 5.5 V

小型8针封装类型:SO8和tsop8

i2c总线接口，多达8个设备在同一总线上

电源范围为2.8 V ~ 5.5 V

温度范围为-55°C ~ +125°C

11位ADC，提供0.125℃的温度分辨率

温度精度:        ±2 °C 从 -25 °C 到 +100 °C

                        ±3 °C 从 -55 °C 到 +125 °C

可编程温度阈值和滞后设定点“

在关机模式下提供3.5 uA的电源电流，以节约电力

静电防护超过2000 V HBM (JESD22-A114)， 200 V MM (JESD22-A115)和1000 V CDM (JESD22-C101)

闭锁测试是按照JEDEC标准JESD78进行的，超过100 mA

一般操作

        LM75A使用片上带隙传感器以0.125°C的分辨率测量设备温度，并将11位2的补充数字数据(由11位A-to-D转换产生)存储到设备温度寄存器中。这个临时寄存器可以在任何时候被i2c总线上的控制器读取。读取温度数据不影响读取过程中正在进行的转换。

         设备可以设置为正常或关机两种运行模式。在正常的操作模式下，温度到数字的转换每100毫秒执行一次，并且在每次转换结束时更新临时寄存器。在关机模式下，设备变为空闲状态，数据转换被禁用，临时寄存器保存最新的结果;然而，设备2c总线接口仍然处于活动状态，可以执行寄存器写/读操作。通过对配置寄存器的位BO进行编程，可以控制设备的运行模式。温度转换是在设备上电或从关机进入正常模式时启动的。

        此外，在正常模式下的每次转换结束时，Temp寄存器中的温度数据(或Temp)会自动与Tos寄存器中存储的过温关机阈值数据(或Tos)和Thyst寄存器中存储的滞后数据(或Thyst)进行比较，以便相应地设置设备OS输出的状态。设备Tos和Thyst寄存器具有写/读能力，并且都使用9位操作2是数字数据的补充。为了匹配这个9位操作，Temp寄存器只使用11位数据中的9个MSB位进行比较。

        操作系统输出响应比较操作的方式取决于配置位B1选择的操作系统操作模式，以及配置位B3和B4定义的用户自定义故障队列。

        在操作系统比较器模式下，操作系统输出就像一个恒温器。当Temp超过Tos时，它变为激活状态，当Temp低于thysts时，它被重置。读取设备寄存器或将设备置于关机状态不会改变操作系统输出的状态。在这种情况下，操作系统输出可用于控制冷却风扇或热开关。

        在操作系统中断模式下，操作系统输出用于热中断。当设备上电时，只有当Temp超过Tos时才首先激活操作系统输出;然后它将无限期地保持活动状态，直到通过读取任何寄存器重置。一旦操作系统输出•已经通过交叉Tos激活，然后重置，只有当温度低于水晶时才能再次激活;然后，它仍然无限期地保持活动状态，直到通过读取任何寄存器重置。操作系统的中断操作将按如下顺序继续:Tos trip, Reset, Thyst trip, Reset, Tos trip, Reset, Thyst trip, Reset，等等。

        在比较器模式和中断模式这两种情况下，只有当设备故障队列定义的一系列连续故障被满足时，操作系统输出才被激活。故障队列是可编程的，存储在配置寄存器的两个位B3和B4中。此外，通过设置相应的配置寄存器位B2, OS输出活动状态可选择为HIGH或LOW。

        设备上电后进入正常工作模式，Tos设置为80℃，Thyst设置为75℃，OS激活状态选择为LOW，故障队列为1。在大约100毫秒内完成第一次转换之前，临时读取数据是不可用的。

 

I2c总线串行接口

        LM75A可以通过两个设备终端SCL和SDA连接到兼容的2线制串行接口i2c总线上，作为从设备，由控制器或主设备控制。控制器必须提供SCL时钟信号，并通过SDA终端向设备读写数据。请注意，如果i2c总线公共上拉电阻没有按i2c总线的要求安装，那么这两个终端都需要一个外部上拉电阻，大约10 kΩ。总线通信协议在第7.10节中描述。

        主机与LM75A之间的通信必须严格遵循I2C-bus管理规则。LM75A寄存器读/写操作的协议如图5 -图10所示，并带有以下定义:

•写入配置寄存器(1字节数据)

•读取配置寄存器，包括指针字节(1字节数据)

•用预置指针读取配置寄存器(1字节数据)

写入Tos或Thyst寄存器(2字节数据)

读取Temp, Tos或Thyst寄存器，包括指针字节(2字节数据)

用预设指针读取Temp, Tos或Thyst寄存器(2字节数据)

 

1. 在进行通信前，i2c总线必须空闲或不繁忙。这意味着SCL和SDA线都必须被总线上的所有设备释放，并且它们被总线上拉电阻变成HIGH。

2. 主机必须提供通信所需的SCL时钟脉冲。数据以9个SCL时钟脉冲的顺序传输，每8位数据字节，然后是确认的1位状态。

3.在数据传输过程中，除START和STOP信号外，SDA信号必须稳定，而SCL信号必须为HIGH。这意味着SDA信号只能在SCL线的LOW持续时间内更改。

4. S: START信号，由主机发起，开始通信，SDA由HIGH转LOW, SCL为HIGH。

5. RS: RE-START信号，与START信号相同，用于在写命令之后启动读命令。 

6. P:停止信号，由主机产生停止通信，SDA由LOW变为HIGH, SCL为HIGH。此后公共汽车就免费了。

7. W:写位，当写命令的写/读位= LOW时。

8. R:读位，当读命令的写/读位= HIGH时。

9. A:设备确认位，由LM75A返回。如果设备工作正常则为LOW，否则为HIGH。主机必须在此期间释放SDA线，以便将SDA线上的控制权交给设备。

10. A':主确认位，不由设备返回，但由主或主机在读取2字节数据时设置。在此时钟周期内，主机必须将SDA行设置为LOW，以便通知设备第一个字节已被读取，以便设备将第二个字节提供到总线上。

11. NA:没有确认位。在这个时钟周期内，设备和主机都在数据传输结束时释放SDA线，然后主机被启用生成STOP信号。

12. 在写协议中，数据从主机发送到设备，主机控制SDA线，除了在时钟期间，当设备发送设备确认信号到总线。

13. 在读协议中，数据由设备发送到总线，在设备向总线提供数据并控制SDA线期间，主机必须释放SDA线，除非在主设备向总线发送主确认信号的时钟期间。

从设备地址

        i2c总线上的LM75A从地址部分由应用于设备地址引脚A2、A1和AO的逻辑定义。它们中的每一个通常要么连接到GND(逻辑O)，要么连接到Vcc(逻辑1)。这些引脚代表了设备7位地址的三个LSB位。地址数据的其他四个MSB位通过LM75A内部的硬连接预设为‘1001’。表4显示了设备的完整地址，表示到8台设备可以连接到同一总线上，不存在地址冲突。因为输入引脚SCL、SDA和A2到AO在内部没有偏置，所以它们不应该在任何应用程序中保持浮动状态，这一点很重要。