温度传感器原理图
数字温度传感器AD7416及其应用
AD7416 是美国模拟器件公司（ADI）出品的单片机温度监控系统集成电路。其内部包含有带隙温度传感器和10位模数转换器，可将感应温度转换为0.25℃量化间隔的数字信号，以便用来与用户设置的温度点进行比较。AD7416片内寄存器可以进行高/低温度门限的设置当温度超过设置门限时，过温漏级开路指示器（OTI）将输出有效信号。另外，可以通过I2C接口对AD7416的内部寄存器进行读/写操作，最多可允许8片AD7416挂接在同一个串行总线上。该温度传感器可广泛应用于数据采集系统中的环境温度监测、工业过程控制、电池充电以及个为计算机等系统。
1 基本特性与引脚功能
AD AD7416具有如下基本特性：
●工作电压范围为+2.7V～+5.5V；
●测温范围为-55℃～+125℃；
●具有10位数字输出温度值，分辨率为0.25℃；
●精度为±2℃(-25℃～+100℃)和±3℃（-55℃～+125℃）；
●转换时间为15～30μs，更新速率为400μs；
●带有过温漏级开路指示器（OTI）；
●具有I2C兼容的串行接口和可选的串行总线地址；
●具有低功耗关闭模式（典型值为0.2μA）；
●可用来升级替换LM75。
AD7416采用8脚表面贴SO和8脚小型SOIC封装形式，图1所示为AD7416的引脚排列图，各引脚功能如表1所列。
表1 AD7416引脚功能
| 引 脚 | 符 号 |
功 能 描 述 |
| 1 | SDA | 串行数据输入、输出端 |
| 2 | SCL | 时钟信号输入端 |
| 3 | OTI | 过温漏级开路输出端 |
| 4 | GND | 接地端 |
| 5 | A2 | 串行总线地址输入端 |
| 6 | A1 | 串行总线地址输入端 |
| 7 | A0 | 串行总线地址输入端 |
| 8 | VDD | 电源端 |
2 工作原理
AD7416的内部功能框图如图2所示。它的片内带隙温度传感器可按预先设置的工作方式对环境温度进行实时测量，并将结果转化为数字量存入到温度值寄存器中（地址00H），其环境温度与输出数据的关系如表2所列。
表2 环境温度与输出数据的关系
| 环 境 温 度 | 二进制数字输出 |
| -50℃ | 11 0011 1000 |
| -25℃ | 11 1001 1100 |
| -0.25℃ | 11 1111 1111 |
| 0℃ | 00 0000 0000 |
| +0.25℃ | 00 0000 0001 |
| +10℃ | 00 0010 1000 |
| +25℃ | 00 0110 0100 |
| +50℃ | 00 1100 1000 |
| +75℃ | 01 0010 1100 |
| +100℃ | 01 1001 0000 |
| +125℃ | 01 1111 0100 |
AD7416预先设置的工作方式分两种：
●自动测温方式。在这种方式下，AD7416每隔400μs对环境温度测量一次，每次的量化转换时间为15～30μs，其余时间芯片则自动转入休眠状态；
| D7 D6 D5 | D4 D3 | D2 | D1 | D0 |
| 通道选择 | 故障排队 | OTI输出极性 | 比较/中断 | 工作方式 |
●低功耗方式。这种方式通常应用在测温频率较低的场合。当用户需要对环境温度进行测量时，可通过I2C串行接口总线来写入操作命令，此时，芯片将由休眠状态转入测温状态。当温度量化转换结束后，芯片将重新转入休眠状态。
AD7416内部的配置寄存器（地址01H）为8位读/写寄存器，可用于设置操作方式，其格式为：
配置寄存器各部分的功能如下：
●D7～D5始终设置为000；
●D4和 D3用于设置故障排队长度，以防止测温系统在受到干扰时错误地触发过温指示器（OTI），故障排队长度可分别设置为1、2、4和6次；
●D2用于设置OTI的输出极性。0表示低电平输出，1表示高电平输出；
●D1 用于设置OTI的工作方式。0表示采用比较方式工作，即当环境温度超过TOTI时触发OUT输出，其输出电平一直保持到环境温度降至THYST；1表示采用中断方式工作，即当环境温度超过TOTI的触发OTI输出，其输出电平将一直保持到下一次读操作，而在这期间，即使环境温度降到THYST，输出电平也不翻转；
，温度传感器原理图