电子产品世界

具有数字I/O接口的温度传感器

大约在五年前，一种新型的温度传感器被引进。这些装置包括数字接口(允许与微控制器进行通讯)。这种通信界面一般包括I2C和SMBus串行总线，而另外一些串行通信界面(诸如SPI)也是通用的。该接口可传送数字到微处理器，该接口也能接受到微控制器的指令。这些指令常常是温度的域值，即温度如果越限，就会在温度传感器IC上产生一个数字信号(它将对微控制器产生一个中断)。微控制器然后就能调节风扇速度或调整微处理器，使温度处于控制之中。

这类装置可广泛使用，在这些应用中，可进行遥控温度测量。为了进行遥控测量，大部分高性能CPUs都包括一个onchip转换器，该转换器可提供温度的模拟电压值。(仅在转换器的两个p-n结的一个被使用。)图3显示了一个被监测的遥测CPU采用该项技术。另一种应用是采用一个离散的转换器进行同样的功能。

这类传感器(包括显示在图3中的传感器)的另一个重要特点是当所测得温度处不在高限和低限之间的范围时具有中断微处理器的能力。在其它的传感器中，当测量温度值越过高限或低限时(不能同时有两值)，一个中断信号应被产生。对于图3中的传感器，这些域值通过SMBus接口被传送到温度传感器。如果温度变化到域值范围之外，报警信号应能中断微处理器。

图4中画出的是一个类似装置，然而，它不是监测一个p-n结，而是监测四个结点及自己的内部温度。因为Maxim的 MAX1668只消耗很少的电量，它的内部温度接近环境温度。测量环境温度就能判断出该系统风扇是否正常运行。

通过远端监控温度来控制风扇是IC显示在图5中的主要功能。这种情况的用户能在风扇控制的两个不同模式中选择。用PWM模式，微处理器靠改变发送给风扇的信号周期控制风扇速度作为测量温度的一个功能。这种情况所需的消耗电能远低于控制件的线性模式产生的。由于某些风扇在PWM信号频率控制时发出能听得见的声音，而线性模式在这方面则更具有优点，但存在电能消耗高和需要其它的附加电路，虽然额外的电能消耗只是整个系统电能消耗的一小部分。

当温度超过规定的域值时，该IC 提供中断微处理器的报警信号。明显信号的安全(一种短期的过温信号)模式也被提供。当温度升高到一个危险值时，如果微处理器或软件非正常运行，报警信号将会失去意义。然而，明显的是，一旦温度升高到某一设定值时(经由SMBus)，它将会对控制电路动作，而不需要微处理器的帮助。因此，在这种高温时，微处理器最明显方式应是直接关闭电源，而不用微处理器控制，防止潜在地灾难故障。

装置的数字I/O可广泛的用在服务器，电池封装和硬盘驱动。众多的温度点可用来监控众多的测量点，以增加服务器的科靠性。在母板上(它是底盘上的基本环境温度)，在CPU内部，在其它的热产生元件(诸如图形加速器和硬盘驱动器)。为了安全原因电池封装中合并了温度传感器和优化的电池外形，它可以增加电池的寿命。

关键词： 设计 简化 传感器 温度 IC