ADI公司高精度数字温度传感器ADT7320介绍与应用指南
1.概述
ADT7320是一款4 mm × 4 mm LFCSP封装高精度数字温度传感器，可在较宽的工业温度范围内提供突破性的性能。它内置一个带隙温度基准源, 一个温度传感器和一个16位模数转换器(ADC)，用来监控温度并进行数字转换，分辨率为0.0078°C。默认ADC分辨率设置为13位(0.0625°C)。ADC分辨率为用户可编程模式，可通过串行接口更改。ADT7320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，平均供电电流的典型值为210 A。ADT7320具有关断模式，可关断器件，3.3 V时的关断电流典型值为2 A。额定工作温度范围为?40°C至+150°C。CT引脚属于开漏输出，当温度超过可编程临界温度限值时，CT引脚进入有效状态。INT引脚也属于开漏输出，当温度超过可编程限值时，INT引脚进入有效状态。INT和CT引脚能够以比较器模式或中断模式工作。 ADT7320框图如下图所示
2.产品特色
1. 易于使用，不需要用户校正或校准。 2. 低功耗。
3. 极佳的长期稳定性和可靠性。
4. 适合工业、仪器仪表和医疗应用的高精度。
5. 采用16引脚、4 mm × 4 mm LFCSP封装，符合RoHS标准。
3. 应用领域
RTD及热敏电阻的替代产品 热电偶冷结补偿 医疗设备 工业控制与测试 食物运输与储存 环境监控和HVAC 激光二极管温度控制
4.引脚功能
1. 串行时钟输入。串行时钟用于向ADT7320的任一寄存器输入数据或输出数据提供时钟。 2.串行数据输出。数据在SCLK下降沿输出，而且在SCLK上升沿有效。
3.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的上升沿输入寄存器。 4.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.不连接。NC引脚未从内部焊接到芯片。 6.不连接。NC引脚未从内部焊接到芯片。 7.不连接。NC引脚未从内部焊接到芯片。 8.不连接。NC引脚未从内部焊接到芯片。
9.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 k。 10.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 k。 11.模拟地和数字地。
12.正电源电压(2.7 V至5.5 V)。电源应通过一个0.1 -F陶瓷电容去耦至GND。 13.不连接。NC引脚未从内部焊接到芯片。 14.不连接。NC引脚未从内部焊接到芯片。 15.不连接。NC引脚未从内部焊接到芯片。 16.不连接。NC引脚未从内部焊接到芯片。
17.底焊盘。为确保正常工作，底焊盘应保持浮空或连接到地。 5. 工作原理 （1）电路信息
ADT7320是一款高精度数字温度传感器，使用16位ADC以0.0078°C的分辨率对温度进行监控和数字化处理。默认ADC分辨率设置为13位(0.0625℃)。内部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。内部温度传感器在整个额定温度范围内都具有高精度和线性度，用户无需进行校正或校准。传感器输出通过一个--调制器(亦称电荷平衡型模数转换器)进行数字化处理。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。
（2）转换器详解
sigma-deata-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来产生一个负反馈环路并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。比较器的输出通过调制电路进行编码产生SPI温度数据。 6. 温度数据格式
ADC的一个LSB在13位模式下对应0.0625°C，在16位模式下对应0.0078°C。ADC理论上可以测量255°C的温度范围，但ADT7320的保证测量范围是低值温度限值?40°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TCRIT设定点寄存器和THIGH设定点寄存器中的高温限值相比较，还与存储在TLOW设定点寄存器中的低温限值相比较。温度值寄存器、
TCRIT设定点寄存器、THIGH设定点寄存器和TLOW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Bit0至Bit2这三个LSB不是温度转换结果的一部分，而是TCRIT、THIGH和TLOW的标志位。表5所示为不带Bit0至Bit2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Bit7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，Bit0至Bit2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字节读操作。使用9位温度数据格式的设计人员仍可使用ADT7320，只需忽略13位温度值的后四个LSB。这四个LSB是表5中的Bit3至Bit6。 13位温度数据格式
温度 数字输出(二进制)位[15:3] ?40°C 1 1101 1000 0000 ?25°C 1 1110 0111 0000 ?0.0625°C 1 1111 1111 1111
0°C 0 0000 0000 0000 +0.0625°C 0 0000 0000 0001 +25°C 0 0001 1001 0000 +105°C 0 0110 1001 0000 +125°C 0 0111 1101 0000 +150°C 0 1001 0110 0000 串行通信：
ADT7320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，串行数据时钟引脚(SCLK)用于向器件提供数据时钟，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下降沿输出ADT7320， 在SCLK上升沿输入ADT7320。 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ADT7320该传输是读操作还是写操作，并提供数据传输的寄存器地址。SPI 硬件连接框图如下图所示。
INT和CT输出
INT和CT引脚均为开漏输出，两个引脚都需要至VDD的10 k上拉电阻。在读INT和CT数据之前，ADT7320必须完全上电至VDD。 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。中断模式是默认上电过温模式。温度高于存储在THIGH设定点寄存器中的温度或低于存储在TLOW设定点寄存器中的温度时，INT输出引脚进入有效状态。此引脚在此事件后的反应方式取决于所选的过温模式。
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