基于ACPI的高精度微处理器系统温度监视芯片ADM1023

4 应用设计

4．1 串行总线接口与地址引脚

主处理机可通过串行总线对ADM1023进行控制。一般而言，每个SMBus器件都有7位器件地址。当主处理机通过总线传送该器件地址时，它将作出响应。ADM1023有两个地址引脚ADD0和ADD1，它们可以使几个ADM1023同时工作于一根总线上，并可防止与其它芯片发生冲突。两个引脚都可以在三种状态下工作（NC，0，1），因此它们一共可以提供9种状态，其具体地址如表1所列。

4．2 串行总线工作流程

主处理器一般通过建立START状态开始数据的传输过程。此状态可通过在系统时钟线（SCLK）为高电平时触发串行数据线（SDATA）下降沿的办法来获得。所有与总线相连的从处理机都将响应START状态并判断接下来的8位数据（7位地址位和读／写位）。与此地址相对应的从芯片将在第9个时钟脉冲到来前的低电平状态时将数据线变成低电平。如果读／写位为0，主处理机将会对该芯片进行写操作。反之，将进行读操作。

数据从第9个时钟脉冲开始在总线上传送。它包括8位数据位和1位芯片应答位。在传送过程中数据线传送数据的变化只能发生在时钟信号位为低电平时，而在高电平时则应保持稳定。一次读写操作中的数据位数由主处理机和附属芯片的处理能力决定。  
  
当传送结束后，芯片会进入等待状态。在写模式时，主处理机将会在第10个时钟脉冲时将数据线变高而进入此状态。在读模式时，主处理机将在第9个时钟脉冲前的低电平状态时将数据线变高以屏蔽掉应答位。然后，在第10个时钟脉冲前的低电平状态时将数据线变低并在进入第10个时钟脉冲后将它再变高而使芯片进入等待状态。

ADM1023的一次操作只能是读操作或写操作而不能二者兼有。写操作包括1个或2个字节，读操作包括1个字节。在进行读写操作以前，被操作的数据寄存器地址要写在地址指针寄存器中。写操作的第一个字节则应指定操作寄存器在地址指针寄存器中的地址，而第二个字节才是要写入此寄存器中的数据位。图4为ADM1023的读操作时序。

从寄存器中读数据时，如果在地址指针寄存器中存储的数值并不是所需要的数据寄存器的值，则需通过上述写操作的方法对其进行更改，此时没有数据位。其写时序如图5所示。

当温度值溢出或外部温度传感器开路时，芯片将会有一个ALERT输出。实际应用中可以将几个输出线进行与相连，这样，任意一个为低就会将共同线输出位拉低。输出可作为微处理器的中断信号，或者用作一个信号。SMBus上的附属芯片通常无法与主机通信，而将赋予它们这种功能。当几个输出共同连成一个信号时，任何其中的一个芯片因ALERT变低而使SMBALERT变低时将按以下步骤进行工作。  

  

  
（1）变低。
（2）主处理机进行读操作并输出报警响应地址
（3）输出变低的芯片响应ARA，其地址被主处理机读取。
（4）如果多个芯片的输出为低电平，低地址的芯片将享有优先权。
（5）在ADM1023响应ARA后，如果故障排除，其输出将变高。这时如果仍然处于低电平，那么主处理机将继续传送ARA，直到变高为止。

4．3 低功耗等待

ADM1023可以通过硬件（给引脚低电平）和软件（将状态寄存器第6位置位）来进入等待模式。当进入低功耗模式后，ADC停止工作，而SMBus仍然处于工作状态。值得指出的是，由软件和硬件两种方法获得的等待模式并不是完全相同的。当STBY引脚为低电平时，ADC处于完全不工作状态。但在状态寄存器第6位被置位而依旧为高电平时，可以通过对单次触发寄存器（地址为0fh）写入数据的方式来获得任意温度通道的单次触发转换。

4．4 温度传感器自检

ADM1023在D＋输入端有一个用来探测外部温度传感二极管是否开路的检测器，它主要用于探测D＋电压是否超过Vcc－1V（典型值）。每当转换开始时，芯片都会对检测器输出进行检查并在检测到错误时对状态寄存器的第2位进行置位。

如果二极管短路造成ADC输出为－128℃（10000000 000）时，由于可测量最低温度为0℃，ADM1023会检测出是一个错误状态，而不是像其他温度测量芯片那样认为测得的温度是0℃。 如果使用中并不需要外部温度通道工作，可以通过将80h（－128℃）写入温度下限寄存器的方法来抑制报警产生。

5 电路连接及注意事项

5．1 注意事项

由于电噪声和外部温度传感器的测量电压比较微弱以及其它因素的影响，设计时的电路布局应符合以下原则：

●尽量使外部温度传感器与ADM1023靠近。考虑到时钟脉冲发生器、数据／地址总线和CRT的最大噪音等因素，外部温度传感器和ADM1023之间的推荐距离为4到8英寸。
●应使D＋和D－两脚平行并尽量靠近，且都应拥有一个接地的保险丝。如果可能的话，最好在两脚下加一个接地面。
●可使用宽带来减少噪声。最小宽带和间隔以10mm为宜。
●尽量减少焊点，以防止热电偶效应。如果有焊点，必须保证它们在D＋与D－两脚中都存在而且温度相同。
●应在VDD引脚加0．1μF旁路电容，并在D＋和D－之间加2200pF的过滤电容。
●如果外部温度传感器必须远离芯片8英寸以上，则应使用双绞线连接（可达6～12英尺）。
●在更远距离（最高100英尺）时可以用屏蔽双绞线（如Belden＃8451电缆），并用双绞线连接D＋和D－，屏蔽接GND。屏蔽的远端不连接，以防止地循环。因为过长的电缆和过大的电容会影响测量。所以在应用长电缆时，应尽量减少或去除滤波电容。