目录 特性...1 应用...1 概述...1 功能框图...1 修订历史...2 技术规格...3 SPI 时序规格...4 绝对最大额定值...5 ESD 警告...5 引脚配置和功能描述...6 典型工作特性...7 工作原理...9 电路信息...9 转换器详解...9 温度测量...9 单

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1 ±0.5 C 精度 16 位数字 SPI 温度传感器 ADT7310 特性高性能温度精度 ±0.5 C( 40 C 至 +105 C,2.7 V 至 3.6 V) ±0.4 C( 40 C 至 +105 C,3.0 V) 16 位温度分辨率 : C 上电后快速完成首次温度转换 :6 ms 易于实施用户无需进行温度校准 / 校正无需线性校正低功耗 1SPS( 每秒采样率 ) 省电模式正常模式下为 700 μw(3.3 V, 典型值 ) 关断模式下为 7 μw(3.3 V, 典型值 ) 宽工作范围温度范围 : 55 C 至 +150 C 电压范围 :2.7 V 至 5.5 V 可编程中断临界过温中断过温 / 欠温中断 SPI 兼容接口 8 引脚窄体 SOIC 封装, 符合 RoHS 标准 应用医疗设备环境控制系统计算机热温监控热保护工业过程控制电源系统监控器手持式应用 概述 ADT7310 是一款窄体 SOIC 封装高精度数字温度传感器 它内置一个带隙温度基准源和一个 13 位 ADC, 用来监控温度并进行数字转换, 分辨率为 C 默认 ADC 分辨率设置为 13 位 ( C) 可以通过设置配置寄存器( 寄存器地址 0x01) 中的位 7 将分辨率更改为 16 位 ( C) ADT7310 的保证工作电压范围为 2.7 V 至 5.5 V; 工作电压为 3.3 V 时, 平均电源电流的典型值为 210 μa ADT7310 提供关断模式来实现器件断电, 关断电流典型值为 2 μa ADT7310 的额定工作温度范围为 55 C 至 +150 C CT 引脚属于开漏输出, 当温度超过临界温度限值 ( 可编程 ) 时, 该引脚变为有效 默认临界温度限值为 147 C INT 引脚也属于开漏输出, 当温度超过限值 ( 可编程 ) 时, 该引脚变为有效 INT 和 CT 引脚能够以比较器模式或中断模式工作 功能框图 SCLK DOUT DIN CS SPI INTERFACE INTERNAL REFERENCE INTERNAL OSCILLATOR T CRIT ADT CT TEMPERATURE VALUE REGISTER CONFIGURATION AND STATUS REGISTERS TEMPERATURE SENSOR Σ-Δ MODULATOR T HIGH 5 INT T HYST REGISTER T HIGH REGISTER T CRIT REGISTER T LOW REGISTER FILTER LOGIC T LOW 7 8 GND V DD 图 1 Rev. A Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA , U.S.A. license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Tel: Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. Fax: Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI 中文版数据手册是英文版数据手册的译文, 敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误,ADI 不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责 如需确认任何词语的准确性, 请参考 ADI 提供的最新英文版数据手册

2 目录 特性...1 应用...1 概述...1 功能框图...1 修订历史...2 技术规格...3 SPI 时序规格...4 绝对最大额定值...5 ESD 警告...5 引脚配置和功能描述...6 典型工作特性...7 工作原理...9 电路信息...9 转换器详解...9 温度测量...9 单次采样模式 SPS 模式 连续读取模式 关断 故障队列 温度数据格式 温度转换公式 状态寄存器 配置寄存器 温度值寄存器 ID 寄存器 T CRIT 设定点寄存器 T HYST 设定点寄存器 T HIGH 设定点寄存器 T LOW 设定点寄存器 串行接口 SPI 命令字节 写入数据 读取数据 与 DSP 或微控制器接口 串行接口复位 INT 和 CT 输出 欠温和过温检测 应用信息 热响应时间 电源去耦 温度监控 外形尺寸 订购指南 寄存器 修订历史 2011 年 12 月 修订版 0 至修订版 A 更改 特性 部分... 1 更改表 更改图 6 和图 更改图 更改 单次采样模式 部分和 1 SPS 模式 部分 更改 关断 部分和图 更改表 更改表 更改表 更改表 12 表 13 和表 更改 订购指南 年 4 月 修订版 0: 初始版 Rev. A Page 2 of 24

3 ADT7310 技术规格除非另有说明,T A = 55 C 至 +150 C,V DD = 2.7 V 至 5.5 V 表 1 参数 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件 / 注释 温度传感器和 ADC 1 精度 0.05 ±0.4 2 C TA = 40 C 至 +105 C, VDD = 3.0 V ±0.44 C TA = 40 C 至 +105 C, VDD = 2.7 V 至 3.3 V ±0.5 C TA = 55 C 至 +125 C, VDD = 3.0 V ±0.5 C TA = 40 C 至 +105 C, VDD = 2.7 V 至 3.6 V ±0.7 C TA = 55 C 至 +150 C, VDD = 2.7 V 至 3.6 V ±0.8 C TA = 40 C 至 +105 C, VDD = 4.5 V 至 5.5 V ±1.0 C TA = 55 C 至 +150 C, VDD = 2.7 V 至 5.5 V ADC 分辨率 13 Bits 符号位加 12 ADC 位的二进制补码温度值 ( 上电默认分辨率 ) 16 Bits 符号位加 15 ADC 位的二进制补码温度值 ( 配 置寄存器中位 7 = 1) 温度分辨率 13 位 C 13 位分辨率 ( 符号位 + 12 位 ) 16 位 C 16 位分辨率 ( 符号位 + 15 位 ) 温度转换时间 240 ms 连续转换模式和单次采样转换模式 - 快速温度转换时间 6 ms 仅首次上电转换 1 SPS 转换时间 60 ms 1 SPS 模式的转换时间 温度迟滞 ±0.002 C 温度循环 :25 C 至 125 C 再返回至 25 C 3 可重复性 ±0.015 C TA = 25 C 直流电源抑制比 (DC PSRR) 0.1 C/V TA = 25 C 数字输出 ( 开漏 ) 高输出漏电流 I OH µa CT 和 INT 引脚上拉至 5.5 V 输出高电流 1 ma VOH = 5.5V 输出低电压 V OL 0.4 V IOL = V, IOL = V 输出高电压 V OH 0.7 VDD V 输出电容 C OUT 3 pf 数字输入 输入电流 ±1 µa VIN = 0 V 至 VDD 输入低电压 V IL 0.4 V 输入高电压 V IH 0.7 VDD V 引脚电容 5 10 pf 数字输出 (DOUT) 输出高电压 V OH VOH 0.3 V ISOURCE = ISINK = 200 µa 输出低电压 V OL 0.4 V IOL = 200 µa 输出电容 C OUT 50 pf 电源要求电源电压 V 电源电流 3.3 V 时 µa 转换时的峰值电流,SPI 接口无效 5.5 V 时 µa 转换时的峰值电流,SPI 接口无效 1 SPS 电流 3.3V 时 46 µa V DD = 3.3 V,1 SPS 模式,T A = 25 C 5.5V 时 65 µa V DD = 5.5 V,1 SPS 模式,T A = 25 C 关断电流 3.3 V 时 µa 关断模式下的电源电流 5.5 V 时 µa 关断模式下的电源电流 正常模式功耗 700 µw V DD = 3.3 V,25 C 下, 正常模式 1 SPS 模式功耗 150 µw V DD = 3.3 V T A = 25 C 条件下的功耗 1 精度包括寿命漂移 2 等效 3 σ 限值为 ±0.33 C 提供该 3 σ 规格的目的是支持与使用这些限值的其它供应商产品进行比较 3 基于 10 次读数的移动平均值 Rev. A Page 3 of 24

4 t 4 t 5 ADT7310 SPI 时序规格 除非另有说明,T A = 55 C 至 +150 C,V DD = 2.7 V 至 5.5 V 所有输入信号均指定上升时间 (t R ) = 下降时间 (t F ) = 5 ns(10% 至 90% 的 V DD ) 并从 1.6 V 电平起开始计时 表 2 1,2 参数 在 T MIN 和 T MAX 条件下的限值 (B 级 ) 单位 条件 / 注释 t1 0 ns( 最小值 ) t2 100 ns( 最小值 ) t3 100 ns( 最小值 ) t4 30 ns( 最小值 ) t5 25 ns( 最小值 ) t6 0 ns( 最小值 ) 60 ns( 最大值 ) 80 ns( 最大值 ) t ns( 最小值 ) 80 ns( 最大值 ) t8 0 ns( 最小值 ) t9 0 ns( 最小值 ) 60 ns( 最大值 ) 80 ns( 最大值 ) t10 10 ns( 最小值 ) CS 下降沿到 SCLK 有效沿建立时间 3 SCLK 高电平脉冲宽度 SCLK 低电平脉冲宽度数据有效到 SCLK 沿建立时间数据有效到 SCLK 沿保持时间 3 SCLK 有效沿到数据有效延迟时间 V DD = 4.5 V 至 5.5 V V DD = 2.7 V 至 3.6 V CS 无效沿后的总线释放时间 CS 上升沿到 SCLK 沿保持时间 CS 下降沿到 DOUT 有效时间 V DD = 4.5 V 至 5.5 V V DD = 2.7 V 至 3.6 V SCLK 无效沿到 DOUT 高电平 1 样片在初次发布期间均经过测试, 以确保符合标准要求 所有输入信号均指定 t R = t F = 5 ns(10% 到 90% 的 V DD ) 并从 1.6V 电平起开始计时 2 参见图 2 3 SCLK 有效沿为 SCLK 的下降沿 4 这意味着, 时序特性所给出的时间是该器件真正的总线释放时间, 因而与外部总线负载电容无关 CS t 1 t 2 t 3 t 8 SCLK DIN MSB LSB DOUT t 10 t 6 t 9 MSB LSB t 图 2. SPI 时序详图 I SINK (1.6mA WITH V DD = 5V, 100µA WITH V DD = 3V) TO OUTPUT PIN 10pF 1.6V I SOURCE (200µA WITH V DD = 5V, 100µA WITH V DD = 3V) 图 3. 用于确定时序特性的负载电路 Rev. A Page 4 of 24

5 绝对最大额定值 表 3 参数 额定值 V DD 至 GND 0.3 V 至 +7 V DIN 输入电压至 GND 0.3 V 至 VDD V DOUT 电压至 GND 0.3 V 至 VDD V SCLK 输入电压至 GND 0.3 V 至 VDD V CS 输入电压至 GND 0.3 V 至 VDD V CT 和 INT 输出电压至 GND 0.3 V 至 VDD V ESD 额定值 ( 人体模型 ) 2.0 kv 工作温度范围 55 C 至 +150 C 存储温度范围 65 C 至 +160 C 最高结温 T JMAX 150 C 8 引脚 SOIC-N (R-8) 1 功耗 WMAX = (TJMAX TA 2 )/θja 3 热阻 θ JA ( 结至环境, 静止空气 ) 121 C/W θ JC ( 结至外壳 ) 56 C/W IR 回流焊 220 C 峰值温度 ( 符合 RoHS 260 C (0 C) 标准封装 ) 峰值温度时间 20 秒至 40 秒 上斜坡速率 3 C/ 秒 ( 最大值 ) 下斜坡速率 6 C/ 秒 ( 最大值 ) 从 25 C 至峰值温度的时间 8 分钟 ( 最大值 ) 1 以上数值与器件封装相关 ( 器件使用在标准 2 层 PCB 上 ) 由此可得出最差条件 θ JA 和 θ JC 最大功耗与环境温度(T A ) 的关系曲线见图 4 2 T A = 环境温度 3 结至外壳热阻适用于具有特定流向特性的元件, 例如安装在散热器上的元件 结至环境更适用于 PCB 式安装的气冷元件 注意, 超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏 这只是额定最值, 不表示在这些条件下或者在任何其它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下, 器件能够正常工作 长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) ESD 警告 MAX PD = 3.4mW AT 150 C TEMPERATURE ( C) 图 4. SOIC_N 最大功耗与温度的关系 ESD( 静电放电 ) 敏感器件 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电 尽管本产品具有专利或专有保护电路, 但在遇到高能量 ESD 时, 器件可能会损坏 因此, 应当采取适当的 ESD 防范措施, 以避免器件性能下降或功能丧失 Rev. A Page 5 of 24

6 引脚配置和功能描述 SCLK 1 DOUT 2 DIN 3 CS 4 ADT7310 TOP VIEW (Not to Scale) V DD GND CT INT 图 5. 引脚配置 表 4. 引脚功能描述 引脚编号引脚名称 描述 1 SCLK 串行时钟输入 串行时钟用于向 ADT7310 的任一寄存器逐个输入数据或从其逐个输出数据 2 DOUT 串行数据输出 数据在 SCLK 下降沿逐个输出, 而且在 SCLK 上升沿有效 3 DIN 串行数据输入 此输入端提供要载入器件控制寄存器的串行数据 数据在 SCLK 的上升沿逐个输入寄存器 4 CS 片选输入引脚 此输入为低电平时, 选择该器件 此引脚为高电平时, 该器件禁用 5 INT 过温和欠温指示器 逻辑输出 上电默认设置作为低电平有效比较器中断 开漏配置 需要上拉电阻, 典型值 10 kω 6 CT 临界过温指示器 逻辑输出 上电默认极性为低电平有效 开漏配置 需要上拉电阻, 典型值 10 kω 7 8 GND 模拟地和数字地 正电源电压 (2.7 V 至 5.5 V) 电源应通过一个 0.1 μf 陶瓷电容去耦至地 V DD Rev. A Page 6 of 24

7 ADT7310 典型工作特性 TEMPERATURE ERROR ( C) MAX ACCURACY LIMITS MAX ACCURACY LIMITS I DD (ma) V CONTINUOUS CONVERSION 3.0V CONTINUOUS CONVERSION 5.5V 1SPS 3.0V 1SPS TEMPERATURE ( C) 图 6. 3 V 时的温度精度 TEMPERATURE ( C) 图 8. 工作电流与温度的关系 TEMPERATURE ERROR ( C) 0.8 MAX ACCURACY LIMITS MAX ACCURACY LIMITS TEMPERATURE ( C) 图 7. 5 V 时的温度精度 SHUTDOWN I DD (µa) V 5.0V 5 4.5V 3.3V 3.6V 3.0V 2.7V TEMPERATURE ( C) 图 9. 关断电流与温度的关系 Rev. A Page 7 of 24

8 I DD (ma) I DD CONTINUOUS CONVERSION I DD 1SPS TEMPERATURE ( C) SUPPLY VOLTAGE (V) 图 C 时平均工作电源电流与电源电压的关系 TIME (Seconds) 图 12. 热冲击响应 SHUTDOWN I DD (µa) SUPPLY VOLTAGE (V) 图 C 时关断电流与电源电压的关系 Rev. A Page 8 of 24

9 工作原理电路信息 ADT7310 是一款 13 位数字温度传感器, 可扩展至 16 位的更 高分辨率 片上温度传感器产生与绝对温度成比例的电压, 该电压与内部基准电压相比较并输入至精密数字调制器 片上温度传感器在整个额定温度范围内都具有出色的精度和线性度, 用户无需进行校正或校准 VOLTAGE REF AND VPTAT - MODULATOR INTEGRATOR COMPARATOR 1-BIT DAC 传感器输出通过一个 Σ-Δ 调制器 ( 亦称电荷平衡型模数转换器 ) 进行数字化 这种转换器利用时域过采样和一个高精度比较器在一个极紧凑的电路中实现 16 位分辨率 配置寄存器功能包括 在 13 位和 16 位分辨率之间切换 在正常工作模式和完全关断模式之间切换 对 INT 和 CT 引脚, 在比较器模式和中断事件模式之间切换 设置 CT 和 INT 引脚的有效极性 设置激活 CT 和 INT 的故障数量 使能标准单次采样模式和 1 SPS 模式转换器详解 Σ-Δ 调制器包括一个输入采样器 一个求和网络 一个积分器 一个比较器和一个 1 位 DAC 此架构通过响应输入电压变化而改变比较器输出的占空比, 从而产生一个负反馈环路, 将积分器输出降至最小 比较器以比输入采样频率高得多的速率来对积分器的输出进行采样 此过采样在比输入信号宽得多的频带内扩展量化噪声, 从而改善总体噪声性能并提高精度 比较器的已调输出通过电路进行编码产生 SPI 温度数据 CLOCK GENERATOR LPF DIGITAL FILTER 图 13. Σ-Δ 调制器 1-BIT 13-BIT TEMPERATURE VALUE REGISTER 温度测量在正常模式下,ADT7310 运行自动转换序列 在此自动转换序列期间, 一次转换需 240 ms 完成, 并且 ADT7310 连续进行转换 这意味着, 一个温度转换一旦完成, 另一温度转换立即开始 每个温度转换结果都存储在温度值寄存器中并可通过 SPI 接口获得 在连续转换模式下, 读取操作提供最近的转换结果 上电时, 首次转换属于快速转换, 典型转换时间为 6 ms 如果温度超过 147 C, 则 CT 引脚置位低电平 如果温度超过 64 C, 则 INT 引脚置位低电平 快速转换温度精度典型值在 ±5 C 以内 器件的转换时钟内部产生 只有在从串行端口读取或写入串行端口时才需要外部时钟 所测得的温度值与临界温度限值 ( 存储在 16 位 T CRIT 设定点读取 / 写入寄存器中 ) 高温限值( 存储在 16 位 T HIGH 设定点读取 / 写入寄存器中 ) 和低温限值 ( 存储在 16 位 TL OW 设定点读取 / 写入寄存器中 ) 相比较 如果该测量值超过这些限值, 则激活 INT 引脚 ; 如果测量值超过 T CRIT 限值, 则激活 CT 引脚 INT 和 CT 引脚可经由配置寄存器针对极性进行编程, 也可经由配置寄存器针对中断模式进行编程 Rev. A Page 9 of 24

10 CS DIN 0x08 0x20 WAIT 240ms MINIMUM FOR CONVERSION TO FINISH DOUT DATA SCLK 图 14. 典型的 SPI 单次采样写入配置寄存器, 然后读取温度值寄存器 单次采样模式使能单次采样模式时,ADT7310 立即完成一次转换, 然后进入关断模式 电路设计优先考虑降低功耗时, 单次采样模式非常有用 要使能单次采样模式, 请将配置寄存器 ( 寄存器地址 0x01) 的位 [6:5] 设置为 01 1 SPS 模式此模式下, 器件每秒测量一次 一次转换只需 60 ms, 其余 940 ms 周期内, 器件都保持在空闲状态 将 1 和 0 分别写入配置寄存器 ( 寄存器地址 0x01) 的位 6 和位 5, 使能此模式 写入工作模式位之后, 从温度值寄存器读回温度之前至少应等待 240 ms 此延迟时间确保 ADT7310 有足够的时间上电和完成一次转换 要获得更新的温度转换结果, 请将配置寄存器 ( 寄存器地址 0x01) 的位 [6:5] 设置为 01 Rev. A Page 10 of 24

11 单次采样模式下的 CT 和 INT 工作超过一个限值时, 针对 T CRIT 过温事件的单次采样 CT 引脚工作的更多信息见图 15 注意, 在中断模式下, 从任何寄存器读取都会复位 INT 和 CT 引脚 对于比较器模式下的 INT 引脚, 如果温度降至 T HIGH T HYST 值以下或升至 T LOW + T HYST 值以上, 则写入单次采样位 ( 配置寄存器的位 5 和位 6, 寄存器地址 0x01) 可复位 INT 引脚 对于比较器模式下的 CT 引脚, 如果温度降至 T CRIT T HYST 值以下, 则写入单次采样位 ( 配置寄存器的位 5 和位 6, 寄存器地址 0x01) 可复位 CT 引脚 ; 参见图 15 注意, 使用单次采样模式时, 要确保刷新速率适合所使用的应用 TEMPERATURE 149 C 148 C 147 C T CRIT 146 C 145 C 144 C 143 C 142 C T CRIT T HYST 141 C 140 C CT PIN POLARITY = ACTIVE LOW CT PIN POLARITY = ACTIVE HIGH TIME WRITE TO BIT 5 AND BIT 6 OF CONFIGURATION REGISTER.* WRITE TO BIT 5 AND BIT 6 OF CONFIGURATION REGISTER.* WRITE TO BIT 5 AND BIT 6 OF CONFIGURATION REGISTER.* *THERE IS A 240ms DELAY BETWEEN WRITING TO THE CONFIGURATION REGISTER TO START A STANDARD ONE-SHOT CONVERSION AND THE CT PIN GOING ACTIVE. THIS IS DUE TO THE CONVERSION TIME. THE DELAY IS 60ms IN THE CASE OF A ONE-SHOT CONVERSION 图 15. 单次采样 CT 引脚 Rev. A Page 11 of 24

12 连续读取模式当命令字节 = (0x54) 时, 无需重复写入通信寄存器便可读出温度值寄存器的内容 通过向 ADT7310 发送 16 个 SCLK 时钟, 就能将温度值寄存器的内容输出到 DOUT 引脚 要退出连续读取模式, 必须将命令字节 (0x50) 写入 ADT7310 在连续读取模式下, 器件会监控 DIN 线路上的活动, 以便能接收指令, 退出连续读取模式 此外, 如果 DIN 引脚上连续出现 32 个 1, 器件将复位 因此, 在连续读取模式下, 在有指令要写入器件前,DIN 应保持低电平 在连续读取模式下, 当转换正在进行时, 不能读取温度值寄存器 如果在转换过程中尝试读取温度值寄存器, 读取结果将为全 0 这是因为连续读取模式禁止在转换期间对温度值寄存器执行读取访问 关断通过将 1 分别写入配置寄存器 ( 寄存器地址 0x01) 中的位 6 和位 5, 可以将 ADT7310 置于关断模式 通过将 0 分别写入配置寄存器 ( 寄存器地址 0x01) 中的位 6 和位 5, 可以使 ADT7310 退出关断模式 ADT7310 退出关断模式的典型时间为 1 ms( 去耦电容为 0.1 μf) 即使 ADT7310 处于关断模式, 仍然可以从 ADT7310 读取关断前最后一次转换的结果 器件退出关断模式时, 内部时钟启动, 并启动一次转换 故障队列配置寄存器 ( 寄存器地址 0x01) 的位 0 和位 1 用于设置故障队列 在高温度噪声环境下使用 ADT7310 时, 队列可提供最多 4 个故障以防误触发 INT 和 CT 引脚 队列中所设故障的数目必须连续发生才能设置 INT 和 CT 输出 例如, 如果队列中所设故障的数目为 4, 则在 INT 和 CT 引脚被激活之前, 必须有 4 次连续温度转换发生, 且每次结果都超过任一限值寄存器中的温度限值 如果两次连续温度转换超过一个温度限值而第三次转换没有超出, 则故障计数归零 CS DIN 0x54 DOUT TEMPERATURE VALUE TEMPERATURE VALUE TEMPERATURE VALUE SCLK 图 16. 连续读取模式 Rev. A Page 12 of 24

13 温度数据格式 在 13 位模式下,ADC 的一个 LSB 对应 C ADC 理论上可以测量 255 C 的温度范围, 但 ADT7310 可以保证正常工作的测量范围是低值温度限值 55 C 至高值温度限值 +150 C 温度测量结果存储在 16 位温度值寄存器中, 并与存储在 T CRIT 设定点寄存器和 T HIGH 设定点寄存器中的高温限值相比较, 还与存储在 T LOW 设定点寄存器中的低温限值相比较 温度值寄存器 T CRIT 设定点寄存器 T HIGH 设定点寄存器和 T LOW 设定点寄存器中的温度数据由 13 位二进制补码字表示 MSB 是温度符号位 上电时, 位 0 至位 2 这三个 LSB 不是温度转换结果的一部分, 是 T CRIT T HIGH 和 T LOW 的标志位 表 5 所示为不带位 0 至位 2 的 13 位温度数据格式 可以通过将配置寄存器 ( 寄存器地址 0x01) 中的位 7 设置为 1, 将温度数据字中的位数扩展至 16 位二进制补码 使用 16 位温度数据值时, 位 0 至位 2 并不用作标志位, 而是用作温度值的 LSB 位 上电默认设置具有 13 位温度数据值 从温度值寄存器读回温度需要 2 字节读取 使用 9 位温度数据格式的设计人员仍可使用 ADT7310, 只需忽略 13 位温度值的后四个 LSB 这四个 LSB 是表 5 中的位 3 至位 6 表 位温度数据格式 温度 数字输出 ( 二进制 ) 位 [15:3] 数字输出 ( 十六进制 ) 55 C x1C90 50 C x1CE0 25 C x1E C x1FFF 0 C x C x C x C x C x7D C x960 温度转换公式 16 位温度数据格式正温度 = ADC 码 ( 十进制 )/128 负温度 = (ADC 码 ( 十进制 ) 65,536)/128 其中,ADC 码使用所有 16 位数据字节, 包括符号位 负温度 = (ADC 码 ( 十进制 ) 32,768)/128 其中,ADC 码去除 MSB 13 位温度数据格式正温度 = ADC 码 ( 十进制 )/16 负温度 = (ADC 码 ( 十进制 ) 8192)/16 其中,ADC 码使用所有 13 位数据字节, 包括符号位 负温度 = (ADC 码 ( 十进制 ) 4096)/16 其中,ADC 码去除 MSB 10 位温度数据格式正温度 = ADC 码 ( 十进制 )/2 负温度 = (ADC 码 ( 十进制 ) 1024)/2 其中,ADC 码使用所有 10 位数据字节, 包括符号位 负温度 = (ADC 码 ( 十进制 ) 512)/2 其中,ADC 码去除 MSB 9 位温度数据格式正温度 = ADC 码 ( 十进制 ) 负温度 = ADC 码 ( 十进制 ) 512 其中,ADC 码使用全部 9 位数据字节, 包括符号位 负温度 = ADC 码 ( 十进制 ) 256 其中,ADC 码去除 MSB Rev. A Page 13 of 24

14 寄存器 ADT7310 有 8 个寄存器 : 1 个状态寄存器 1 个配置寄存器 5 个温度寄存器 1 个 ID 寄存器 状态寄存器 温度值寄存器和 ID 寄存器都是只读寄存器 表 6. ADT7310 寄存器 寄存器 地址 描述 上电默认值 0x00 状态 0x80 0x01 配置 0x00 0x02 温度值 0x0000 0x03 ID 0xCX 0x04 TCRIT 设定点 0x4980 (147 C) 0x05 THYST 设定点 0x05 (5 C) 0x06 THIGH 设定点 0x2000 (64 C) 0x07 TLOW 设定点 0x0500 (10 C) 状态寄存器此 8 位只读寄存器 ( 寄存器地址 0x00) 反映过温和欠温中断状态 ( 中断可使 CT 和 INT 引脚变为有效 ), 还反映温度转换工作状态 对状态寄存器进行读取操作和 / 或温度值返回温度限值范围内 ( 包括迟滞 ) 时, 此寄存器中的中断标志复位 读取温度值寄存器之后,RDY 位复位 在单次采样模式和 1 SPS 模式下, 写入单次采样位之后,RDY 位复位 表 7. 状态寄存器 ( 寄存器地址 0x00) 位 默认值 类型 名称 描述 [3:0] 0000 R 未用 读回 R TLOW 温度降至 T LOW 温度限值以下时, 此位置 1 读取状态寄存器时和/ 或所测得温度返回至高于 T LOW + T HYST 设定点寄存器中设置的限值时, 该位清 R THIGH 温度升至 T HIGH 温度限值以上时, 此位置 1 读取状态寄存器时和 / 或所测得温度返回至低于 T HIGH T HYST 设定点寄存器中设置的限值时, 该位清 R TCRIT 温度升至 T CRIT 温度限值以上时, 此位置 1 读取状态寄存器时和 / 或所测得温度返回至低于 T CRIT T HYST 设定点寄存器中设置的限值时, 此位清 R RDY 温度转换结果写入温度值寄存器中时, 此位变为低 读取温度值寄存器时, 此位复位至 1 在单次采样模式和 1 SPS 模式下, 写入单次采样位之后, 此位复位 Rev. A Page 14 of 24

15 配置寄存器 此 8 位读写寄存器存储 ADT7310 的各种配置模式, 包括关断 过温和欠温中断 单次采样 连续转换 中断引脚极性和过温故障队列 表 8. 配置寄存器 ( 寄存器地址 0x01) 位 默认值 类型 名称 描述 [1:0] 00 R/W 故障队列 这两个位选择在设置 INT 和 CT 引脚之前会发生的欠温 / 过温故障的数目 这有助于避免温度噪声所引起的误触发 00 = 1 个故障 ( 默认 ) 01 = 2 个故障 10 = 3 个故障 11 = 4 个故障 2 0 R/W CT 引脚极性 此位选择 CT 引脚的输出极性 0 = 低电平有效 1 = 高电平有效 3 0 R/W INT 引脚极性 此位选择 INT 引脚的输出极性 0 = 低电平有效 1 = 高电平有效 4 0 R/W INT/CT 模式 此位在比较器模式与中断模式之间进行选择 0 = 中断模式 1 = 比较器模式 [6:5] 00 R/W 工作模式 这两个位设置 ADT7310 的工作模式 00 = 连续转换 ( 默认 ) 一次转换结束后,ADT7310 开始另一次转换 01 = 单次采样 转换时间的典型值为 240 ms 10 = 1 SPS 模式 转换时间的典型值为 60 ms 此工作模式降低平均功耗 11 = 关断 关断除接口电路以外的所有电路 7 0 R/W 分辨率 此位设置 ADC 转换时的分辨率 0 = 13 位分辨率 符号位 + 12 位提供温度分辨率 C 1 = 16 位分辨率 符号位 + 15 位提供温度分辨率 C Rev. A Page 15 of 24

16 温度值寄存器 温度值寄存器存储内部温度传感器测量的温度, 存储格式为 16 位二进制补码 温度以 16 位值的形式从温度值寄存器 ( 寄存器地址 0x02) 回读 位 2 位 1 和位 0 是 T CRIT T HIGH 和 T LOW 的事件报警标志 如果 ADC 配置为将温度转换成 16 位数字值, 位 2 位 1 和位 0 则不再用作标志位, 而是用作扩展数字值的 LSB 位 ID 寄存器此 8 位只读寄存器在位 7 至位 3 中存储制造商 ID, 在位 2 至位 0 中存储芯片版本 T CRIT 设定点寄存器 16 位 T CRIT 设定点寄存器 ( 寄存器地址 0x04) 存储临界过温限值 存储在温度值寄存器中的温度值超过此寄存器中存储的值时, 临界过温事件发生 如果发生临界过温事件, 则 CT 引脚被激活 温度以二进制补码格式存储,MSB 作为温度符号位 T CRIT 设定点的默认设置是 147 C 表 9. 温度值寄存器 ( 寄存器地址 0x02) 位 默认值 类型 名称 描述 0 0 R T LOW 标志 /LSB0 如果配置寄存器的第 7 位 ( 寄存器地址 0x01[7] )= 0(13 位分辨率 ), 则此位用作 T LOW 事件的标志 温度值低于 T LOW 时, 此位置 1 如果配置寄存器的第 7 位 ( 寄存器地址 0x01[7] )= 1(16 位分辨率 ), 则此位包含 15 位温度值的 LSB0 1 0 R T HIGH 标志 /LSB1 如果配置寄存器的第 7 位 ( 寄存器地址 0x01[7] )= 0(13 位分辨率 ), 则此位用作 T HIGH 事件的标志 温度值高于 T HIGH 时, 此位置 1 如果配置寄存器的第 7 位 ( 寄存器地址 0x01[7] )= 1(16 位分辨率 ), 则此位包含 15 位温度值的 LSB1 2 0 R T CRIT 标志 /LSB2 如果配置寄存器的第 7 位 ( 寄存器地址 0x01[7])= 0(13 位分辨率 ), 则此位用作 T CRIT 事件的标志 温度值超过 T CRIT 时, 此位置 1 如果配置寄存器的第 7 位 ( 寄存器地址 0x01[7] )= 1(16 位分辨率 ), 则此位包含 15 位温度值的 LSB2 [7:3] R 温度 温度值为二进制补码格式 [14:8] R 温度 温度值为二进制补码格式 15 0 R 符号 符号位, 表示温度值的正负 表 10. ID 寄存器 ( 寄存器地址 0x03) 位 默认值 类型 名称 描述 [2:0] XXX R 版本 ID 含芯片版本识别号 [7:3] R 制造商 ID 含制造商识别号 表 11. T CRIT 设定点寄存器 ( 寄存器地址 0x04) 位默认值类型名称描述 [15:0] 0x4980 R/W TCRIT 16 位临界过温限值, 以二进制补码格式存储 Rev. A Page 16 of 24

17 T HYST 设定点寄存器 8 位 T HYST 设定点寄存器 ( 寄存器地址 0x05) 存储 T HIGH T LOW 和 T CRIT 温度限值的温度迟滞值 温度迟滞值以直接二进制格 式使用 4 个 LSB 来存储 增量以 1 C 为步进, 范围为 0 C 至 15 C 实现迟滞的方式是将此寄存器中的值从 T HIGH 和 T CRIT 值减去或与 T LOW 值相加 T HYST 设定点的默认设置是 5 C T HIGH 设定点寄存器 16 位 T HIGH 设定点寄存器 ( 寄存器地址 0x06) 存储过温限值 存储在温度值寄存器中的温度值超过此寄存器中存储的值 时, 过温事件发生 如果发生过温事件, 则 INT 引脚被激活 温度以二进制补码格式存储,MSB 作为温度符号位 T HIGH 设定点的默认设置是 64 C T LOW 设定点寄存器 16 位 T LOW 设定点寄存器 ( 寄存器地址 0x07) 存储欠温限值 存储在温度值寄存器中的温度值小于此寄存器中存储的值时, 欠温事件发生 如果发生欠温事件, 则 INT 引脚被激活 温度以二进制补码格式存储,MSB 作为温度符号位 T LOW 设定点的默认设置是 10 C 表 12. T HYST 设定点寄存器 ( 寄存器地址 0x05) 位默认值类型名称描述 [3:0] 0101 R/W THYST 迟滞值, 范围从 0 C 至 15 C 以直接二进制格式存储 默认设置为 5 C [7:4] 0000 R/W N/A 未用 表 13. T HIGH 设定点寄存器 ( 寄存器地址 0x06) 位默认值类型名称描述 [15:0] 0x2000 R/W THIGH 16 位过温限值, 以二进制补码格式存储 表 14. T LOW 设定点寄存器 ( 寄存器地址 0x07) 位 默认值 类型 名称 描述 [15:0] 0x0500 R/W TLOW 16 位欠温限值, 以二进制补码格式存储 Rev. A Page 17 of 24

18 串行接口 V DD PULL-UP V DD ADT7310 V DD 0.1µF 10kΩ 10kΩ MICROCONTROLLER SCLK DOUT DIN CS GND CT INT 图 17. 典型 SPI 接口连接 ADT7310 配有一个 4 线串行外设接口 (SPI) 该接口的数据输入引脚 (DIN) 用于向器件输入数据, 数据输出引脚 (DOUT) 用于从器件回读数据, 数据时钟引脚 (SCLK) 用于向器件逐个输入及从中逐个输出数据, 片选引脚 (CS) 用于使能或禁用串行接口 CS 对于该接口的正确操作必不可少 数据在 SCLK 下降沿逐个从 ADT7310 输出, 在 SCLK 上升沿逐个输入器件 SPI 命令字节总线上的所有数据处理都是以主机将 CS 从高电平拉到低电平并发出命令字节开始 命令字节告知 ADT7310 该处理是读操作还是写操作, 并提供数据传输的寄存器地址 表 15 显示了命令字节的组成 要成功开始总线处理, 命令字节的位 C7 必须置 0 如果将 1 写入此位,SPI 接口将不能正确工作 位 C6 是读写位,1 表示读操作,0 表示写操作 位 [C5:C3] 包含目标寄存器地址 每个总线处理可以读取或写入一个寄存器 位 C2 可激活仅对温度值寄存器的连续读取模式 当该位置 1 时, 串行接口经过配置就可以连续从温度值寄存器读取数据 当命令字为 (0x54) 时, 无需重复写入设置地址位便可读出温度值寄存器的内容 只需向 ADT7310 发送 16 个 SCLK 时钟, 就能将温度值寄存器的内容输出到 DOUT 引脚 表 15. 命令字节 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 0 R/W 寄存器地址连续读取 0 0 Rev. A Page 18 of 24

19 写入数据数据以 8 位或 16 位形式写入 ADT7310, 具体取决于所寻址的 寄存器 写入器件的第一个字节是命令字节, 读写位置 0 然后, 主机在 DIN 线上提供 8 位或 16 位输入数据 ADT7310 在 SCLK 上升沿将数据逐个输入命令字节所寻址的寄存器 主机将 CS 拉高, 完成写操作 图 18 显示对一个 8 位寄存器的写操作, 图 19 显示对一个 16 位寄存器的写操作 对于每个寄存器写操作, 主机都必须在总线上开始一个新的写入处理 每个总线处理只能写入一个寄存器 CS SCLK DIN 8-BIT COMMAND BYTE 8-BIT DATA CONT 0 R/W REGISTER ADDR READ 0 0 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 图 18. 写入 8 位寄存器 CS SCLK BIT COMMAND BYTE CONT 0 R/W REGISTER ADDR READ BIT DATA DIN C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D2 D1 D0 图 19. 写入 16 位寄存器 CS SCLK BIT COMMAND WORD CONT 0 R/W REGISTER ADDR READ 0 0 DIN C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 8-BIT DATA DOUT D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D 图 20. 读取 8 位寄存器 Rev. A Page 19 of 24

20 CS SCLK BIT COMMAND BYTE CONT 0 R/W REGISTER ADDR READ 0 0 DIN C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 16-BIT DATA DOUT D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D2 D1 D 图 21. 读取 16 位寄存器 读取数据当主机将读写位置 1 的命令字节写入 ADT7310 时, 开始读取处理 然后, 主机根据所寻址的寄存器提供 8 个或 16 个时钟脉冲,ADT7310 则在 DOUT 线上从所寻址的寄存器逐个输出数据 数据在命令字节之后的第一个 SCLK 下降沿逐个输出 主机将 CS 拉高时, 读取处理完成 对于每个寄存器读操作, 主机都必须在总线上开始一个新的读取处理 每个总线处理只能读取一个寄存器 但在连续读取模式下 ( 命令字节 C2 = 1), 可以连续读取温度值寄存器 主机在 SCLK 上发送 16 个时钟脉冲, 温度值在 DOUT 上输出 与 DSP 或微控制器接口 ADT7310 的 CS 也可以用作帧同步信号 这种方案适用于 DSP 接口 此时, 由于在 DSP 中,CS 一般出现在 SCLK 的下降沿之后, 因此第一位 (MSB) 会被 CS 有效地送出 只要遵守时序数要求,SCLK 便可以在数据传输之间连续运行 CS 也可以与地相连, 此时串行接口工作为 3 线模式, 在此 模式下 DIN DOUT 和 SCLK 用于与 ADT7310 通信 在微控制器接口应用中, 建议在每两次数据传输之间的空闲时间将 SCLK 置为高电平 串行接口复位对 DIN 输入写入一连串的 1, 可以复位串行接口 如在至少 32 个串行时钟内持续向 ADT7310 线路内写入逻辑 1, 可将该串行接口复位 如果软件错误或系统故障导致接口时序丢失, 这种方法将可确保接口复位到已知状态 复位操作使接口返回到等待对通信寄存器执行写操作的状态 该操作会将所有寄存器的内容复位到其上电值 复位后, 用户应等待 500 μs 再访问串行接口 Rev. A Page 20 of 24

21 INT 和 CT 输出 INT 和 CT 引脚均为开漏输出, 两个引脚都需要 10 kω 电阻上 拉至 V DD 欠温和过温检测 INT 和 CT 引脚有两种欠温 / 过温模式 : 比较器模式和中断模式 中断模式是上电后的默认过温模式 温度高于存储在 T HIGH 设定点寄存器中的温度或低于存储在 T LOW 设定点寄存器中的温度时,INT 输出引脚变为有效状态 此引脚在此事件后的反应方式取决于所选的过温模式 图 22 所示为两种引脚极性设置情况下, 针对超过 T HIGH 限值的事件的比较器模式和中断模式 图 23 所示为两种引脚极性设置情况下, 针对超过 T LOW 限值的事件的比较器模式和中断模式 比较器模式在比较器模式下, 温度降至 T HIGH T HYST 限值以下或升至 T LOW + T HYST 限值以上时,INT 引脚返回无效状态 该模式下, 将 ADT7310 置于关断模式不会复位 INT 状态 中断模式在中断模式下, 读取任何 ADT7310 寄存器时,INT 引脚将进入无效状态 一旦 INT 引脚复位, 只有在温度高于存储在 T HIGH 设定点寄存器中的温度或低于存储在 T LOW 设定点寄存器中的温度的情况下,INT 引脚才会再次进入有效状态 该模式下, 将 ADT7310 置于关断模式可复位 INT 引脚 TEMPERATURE 82 C 81 C 80 C T HIGH 79 C 78 C 77 C 76 C 75 C T HIGH T HYST 74 C 73 C INT PIN (COMPARATOR MODE) POLARITY = ACTIVE LOW INT PIN (INTERRUPT MODE) POLARITY = ACTIVE LOW INT PIN (COMPARATOR MODE) POLARITY = ACTIVE HIGH INT PIN (INTERRUPT MODE) POLARITY = ACTIVE HIGH READ READ READ 图 22. T HIGH 过温事件的 INT 输出温度响应图 TIME Rev. A Page 21 of 24

22 TEMPERATURE 13 C 14 C 15 C T LOW + T HYST 16 C 17 C 18 C 19 C 20 C T LOW 21 C 22 C INT PIN (COMPARATOR MODE) POLARITY = ACTIVE LOW INT PIN (INTERRUPT MODE) POLARITY = ACTIVE LOW INT PIN (COMPARATOR MODE) POLARITY = ACTIVE HIGH INT PIN (INTERRUPT MODE) POLARITY = ACTIVE HIGH READ READ READ 图 23. T LOW 欠温事件的 INT 输出温度响应图 TIME Rev. A Page 22 of 24

23 应用信息热响应时间温度传感器建立到额定精度所需的时间是传感器的热质量和传感器与检测对象之间的导热率的函数 一般认为热质量等效于电容 导热率常用符号 Q 表示, 可以看作热阻, 通常以通过热接点传输的功率 ( C/W) 为单位 器件建立所需精度要求的时间取决于特定应用中确立的热接触和热源的等效功率 在大部分应用中, 最好是凭经验确定建立时间 电源去耦应在 V DD 与 GND 之间连接一个 0.1 μf 陶瓷电容来对 ADT7310 去耦 如果 ADT7310 安装于离电源较远处, 这点尤其重要 ADT7310 等精密模拟产品需要充分滤波的电源 ADT7310 采用单电源供电, 因此利用数字逻辑电源看起来较为方便 但是, 逻辑电源通常采用开关模式设计, 会产生 20 khz 至 1 MHz 范围内的噪声 此外, 由于线路电阻和电感, 高速逻辑门会产生幅度达到数百毫伏的毛刺 如果可能, 应直接从系统电源为 ADT7310 供电 图 24 所示 的配置可以将逻辑开关瞬变与模拟部分隔离开 即使不能使用独立的电源走线, 适当的电源旁路仍能降低电源线路引起的误差 包括 0.1 μf 陶瓷电容的本地电源旁路对要实现的温度精度规格来说至关重要 此去耦电容必须尽可能靠近 ADT7310 的 V DD 引脚放置 温度监控 ADT7310 非常适合于监控汽车应用中的热环境 裸片可精确反映影响附近集成电路的确切热条件 ADT7310 测量并转换其本身半导体芯片表面的温度 使用 ADT7310 测量附近热源的温度时, 必须考虑热源和 ADT7310 之间的热阻 如果热阻确定, 则可从 ADT7310 的输出推导出热源的温度 从热源传输到 ADT7310 裸片上热传感器的热量有 60% 之多经由铜走线和焊盘散发掉 在 ADT7310 上的焊盘中, GND 焊盘传输的热量最多 因此, 要测量一个热源的温度, 建议尽可能降低 ADT7310 的 GND 焊盘与热源的 GND 之间的热阻 TTL/CMOS LOGIC CIRCUITS 0.1µF ADT7310 POWER SUPPLY 图 24. 使用独立走线降低电源噪声 Rev. A Page 23 of 24

24 外形尺寸 5.00 (0.1968) 4.80 (0.1890) 4.00 (0.1574) 3.80 (0.1497) (0.2441) 5.80 (0.2284) 0.25 (0.0098) 0.10 (0.0040) COPLANARITY 0.10 SEATING PLANE 1.27 (0.0500) BSC 1.75 (0.0688) 1.35 (0.0532) 0.51 (0.0201) 0.31 (0.0122) (0.0098) 0.17 (0.0067) 0.50 (0.0196) 0.25 (0.0099) 1.27 (0.0500) 0.40 (0.0157) 45 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AA CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS (IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN. 图 引脚标准小型封装 [SOIC_N] 窄体 (R-8) 图示尺寸单位 :mm 和 (inch) A 订购指南 1 型号 温度范围 2 温度精度 封装描述 封装选项 ADT7310TRZ 55 C 至 +150 C ±0.5 C 8 引脚 SOIC_N R-8 ADT7310TRZ-REEL 55 C 至 +150 C ±0.5 C 8 引脚 SOIC_N R-8 ADT7310TRZ-REEL7 55 C 至 +150 C ±0.5 C 8 引脚 SOIC_N R-8 EVAL-ADT7X10EBZ 评估板 1 Z = 符合 RoHS 标准的器件 2 40 C 至 +105 C 温度范围内的最高精度 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D07789sc-0-12/11(A) Rev. A Page 24 of 24

T stg -40 to 125 C V cc 3.8V V dc RH 0 to 100 %RH T a -40 to +125 C -0.3 to 3.6V V -0.3 to VDD+0.3 V -10 to +10 ma = 25 = 3V) VDD

T stg -40 to 125 C V cc 3.8V V dc RH 0 to 100 %RH T a -40 to +125 C -0.3 to 3.6V V -0.3 to VDD+0.3 V -10 to +10 ma = 25 = 3V) VDD 1/16 T stg -40 to 125 C V cc 3.8V V dc RH 0 to 100 %RH T a -40 to +125 C -0.3 to 3.6V V -0.3 to VDD+0.3 V -10 to +10 ma (@T = 25 C, @Vdd = 3V) VDD 1.8 3.0 3.6 V (1) 0.08 0.3 µa Idd 300 450 500 µa 0.25

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