数字温度传感器LM92在电子天平中的应用

　　1　概述

　　LM92是美国国家半导体公司近年推出的单片高精度数字温度传感器,它具有成本低、功耗低、可靠性高、接口简单、传输距离远等特点。LM92的温度测量范围为-55℃~150℃,内部的13位温度模数转换器(12位模数转换+1位符号)使其温度分辨率可达到0.0625℃,常温下测量精度可高达0.33℃。LM92还具有高/低温度窗口门限及临界温度告警门限设定功能,通过I2C总线可对其内部寄存器进行读/写操作。

　　2　LM92的工作原理

　　LM92的工作电压为+2.7V~+5.5V,采用8脚SO-8封装形式。其典型工作电流为350μA,在低功耗休眠模式,工作电流典型值仅为5μA。LM92内部结构框图如图1所示。

　　图1中,SDA为串行数据输入、输出端;SCL为时钟信号输入端;T CRIT A为临界温度告警输出端;INT为漏极开路中断输出端;A1、A0为串行总线地址端。由于只有两位地址,因此I2C总线上最多允许挂接4片LM92。

　　LM92片内13位A/D转换器按预先设定的工作方式对温度进行实时测量,并将结果送温度值寄存器。同时其内部数字比较器将所测温度值与用户所设临界告警温度(T CRIT)及温度上下限值(THIGH、TLOW)进行比较,当温度超过临界告警温度或偏离温度门限时,比较器动作, T CRIT A或INT对应输出有效信号。

　　LM92的片内寄存器有温度值寄存器(地址00H)、配置寄存器(地址01H)、迟滞温度值寄存器(地址02H)、临界温度告警点T CRIT寄存器(地址03H)、TLOW温度点寄存器(地址04H)、THIGH温度点寄存器(地址05H)。

　　温度寄存器为16位只读寄存器,用于读取温度值及状态位,其格式如表1所示。

　　其中低三位D0~D2为状态位。当被测温度偏离高/低温度窗口门限或超过用户设置的临界告警温度时,相应的状态信息位为1。D3~D14存温度值,D15为符号位。

　　表2为温度与数值的对应关系。

　　配置寄存器是8位读/写寄存器,用于设定LM92工作方式,其格式如表3所示。

　　(1) D0:通过串行总线可设置LM92的工作方式。D0=0为自动测温方式,此方式下LM92每500ms刷新一次温度寄存器;D0=1为低功耗休眠方式,此时内部模数转换器及比较器停止工作,但可通过I2C总线读/写各寄存器。

　　(2) D1:INT工作模式设置。D1=0为比较中断模式,当温度超限时,INT输出有效电平一直保持到温度返回到窗口门限内;D1=1为事件中断模式,温度超限时触发INT输出,其输出有效电平一直保持到下次读操作,在此期间即使温度返回到窗口门限内,INT输出电平也不变。

　　(3) D2、D3:分别为T CRIT A有效输出极性位和INT有效输出极性位。为0表示低电平有效,为1表示高电平有效。