低功耗微处理系统温度监视器-ADM1021

低功耗微处理系统温度监视器

　　　　　　　　　天津大学精密仪器与光电子工程学院 汤海涛 李刚健

　　ADM1021温度测控芯片采用最新的测量技术避免了常规方法中的预先校准过程，且具有设定温度限定值方便、AD转换率可选等优点，作为低功耗的温度监视器表现出良好的性能，在台式电脑、笔记本式电脑等领域应用广泛，是理想的温度测量仪器。

概述

　　ADM1021芯片由两通道数字温度计和温度报警器组成，可用于个人计算机或其他需要温度监控和管理的系统。该器件使用二极管连接的PNP型三极管测量诸如PenitumⅡ或类似的微处理器的芯片温度，也可以使用低功耗的非连接NPN/PNP型器件（如2N3904/2N3906）测量温度。由于采用了一种新颖的测量技术，抵消了基极和发射极间的电压，避免了所需的校准过程。第二测量通道接收外部温度传感器的输出，用以监控器件及环境的温度,在台式电脑、笔记本式电脑、灵敏电池组、工业控制、遥控设备等方面应用广泛。

　　ADM1021芯片使用符合SMBus标准的双线串行接口进行连通，并可通过串行总线对温度极值的上下限进行设定。当片内或片外的温度越界时，引脚ALERT输出信号产生中断或SMBus报警。

ADM1021芯片的结构功能框图如图1所示。

引脚功能

ADM1021芯片的各引脚功能如表1所列。

工作原理

　　ADM1021芯片包含一个两通道AD转换器，它以片内/片外温度传感器工作结果为信号输入并加以转换。当ADM1021正常工作状态时，AD转换器工作在自由运行状态，模拟多路器选择片内或片外温度传感器的测量结果，经ADC数字化后，以二进制补码形式存储在片内和片外8位温度值寄存器中。

　　在测量结果与存储在芯片极值寄存器内的温度限定值比较后，如存在越界信号将使状态寄存器置位，并将引脚ALERT的输出信号拉低。

　　可借助串行管理总线对寄存器的值进行预置和修改，并可通过SMBus读回寄存器的值。其控制和修改的功能包括：

　　● 选择器件在正常工作模式或备用模式

　　● 屏蔽引脚ALERT的输出或使其有效

　　● 选择转换频率

1. 测量原理

　　测量温度的最简单的方法是利用恒电流下的二极管的负温度系数或三极管的基极-发射极电压计算得出的。然而，这需要考虑Vbe与零的相对值，通常这个参数是随器件的不同而变化的。

　　ADM1021测量Vbe在不同电流下的变化值，其公式如下：

　　△Vbe= KT/q×In(N)

　　其中：K是玻尔兹曼常数（1.38×10-23J/K）

　　q是电子电荷数（1.6×10-19库仑）

　　T是Kelvins温度

　　N是两电流的比值