每當在較寬的測量范圍內需要多個測量點時,溫度曲線分析都是必不可少的。可以設計多個傳感器組件或通常稱為的多點來解決此問題。本應用筆記根據其I / O多分支能力結果解決了不同類別的熱產品。
傳統上,大多數集成了Philips?I2C I / O協議的IC都有固定的(工廠定義的)從機地址,可在通信期間使用。但是,在許多熱應用中,可能希望利用放置在不同物理位置的多個溫度傳感器來監視系統內預定義“區域”中的工作溫度。為了在最大程度減少分配給通信功能的CPU資源的同時適應這種情況,許多散熱產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或多個附加輸入引腳,該輸入引腳允許將特定傳感器映射到示意性定義的從機地址。
通過I / O多點支持功能對散熱產品進行分類,可為用戶定義從站尋址提供三種基本的選項選擇:
定義
的輸入電平可以通過簡單的硬件定義(即,電阻放置)或動態CPU資源來控制地址輸入引腳的狀態。SCL和SDA上使用的標準數字邏輯輸入電平(VIH / VIL)也可以應用于地址輸入引腳。
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,默認的ADD引腳狀態為邏輯1。無論何時該從器件,都必須在相關的START信號之前提供所需的解碼(ADD輸入偏置)。將被訪問;它應該保持穩定,直到發出關聯的STOP之后。
輸入級定義的組件會主動解碼地址輸入引腳偏置以確定當前的從機地址。在具有可選ADD引腳以解碼SDA或SCL狀態的器件上,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節,可以實現最大的信號裕量。在硬件中定義地址引腳條件時,請使用低歐姆值上拉/下拉電阻(<1kΩ)。
引腳狀態定義
地址輸入引腳條件必須由硬件定義(在PCB組裝時)控制。此類別中的組件具有可能的從屬地址的三個或三個以上變體,包括在輸入引腳可能處于未連接狀態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,則該引腳應直接連接到所需的電源軌。(對V +或GND使用0Ω。)
為“無連接”定義的引腳不應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,請注意,下游組裝件(例如,助焊劑殘留物,水分,相鄰的數字走線等)可能會對預期地址解碼的操作產生負面影響。當沒有其他選擇可用時,請使用此未連接選項。
引腳狀態定義的組件的工作方式與輸入電平定義的設計相似,但是輸入條件的第三種(有時是第四種)變化(例如,浮地,接地電阻等)增加了復雜性。因此,該類別的組件對潛在的地址錯誤選擇,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直接連接(即,將0Ω連接至設備電源。定義為解碼低邏輯電平的引腳應直接連接(即,將0Ω連接至板地)。 GND可能需要5%的外部組件容差,有關更多詳細信息,請參見產品的規格。
定義
的訂購需要特定的訂購變型(即,零件的材料構造,BOM的特定變型),以便可以利用每個唯一的從機地址。這種特定于零件編號的方法的優點是在應用中具有抗噪聲能力。由于處理同一芯片的關鍵位置變化,在采購/組裝復雜性方面也可能存在不利之處。
圖4描繪了利用八個獨特的DS1775數字溫度計訂購型號的簡化連接方案。
定義訂購的組件為多芯片布局提供了最強電穩定性的解決方案,因為沒有其他必須控制的封裝引腳或信號。但是,正如最初指出的那樣,此解決方案需要基于每個插槽的唯一BOM和放置要求。
總而言之,對多點熱感測的需求是基于特定系統的溫度監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熱量管理產品系列中提供的幾種溫度傳感器,數字溫度計和恒溫器中提供的多點實現的三種變體,并針對每種變體的實現關注點提供了一些指導。
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