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数字温度监测器的PCB抄板应用设计

更新时间:2015-12-04 15:50:54点击次数:752次

随着计算机效能的推陈出新,愈来愈多的功能被整合到计算机中。因此,计算机的处理量与日俱增。为了满足大量的数据处理需求,愈来愈多的芯片组被整合到主机中,CPU与芯片组的工作频率也不断提高。更多的芯片组及更快的时钟频率将产生更多的热量。在有限的空间内。系统热量耗散是一个棘手问题。如何兼顾系统效能、系统舒适度(包括电脑外壳温度、风扇旋转所产生的噪音)、及系统运行时间,是电脑设计的一个重要课题,因此,本文提出了基于MAX6622的温度测控PCB抄板应用设计。

MAX6622简介

MAX6622是MAXIM公司推出的一款精密多通道温度监测器,内部集成有A/D转换器、寄存器、接口电路,可直接输出数字信号。该器件具有精度高、响应速度快、体积小、功耗低、软件界面控制方便等优点。广泛应用于台式机、笔记本、服务器、工作站等温度监测系统。

MAX6622精密多通道温度传感器能够监测本地温度和4路远程温度。所有温度通道都具有可设置的报警阈值。当所测得的通道温度超过其阈值,状态寄存器对应的状态位置位。两路开漏输出ALERT和OVERT,根据状态寄存器相应位的状态置低。2线串行接口采用标准系统管理总线可执行写字节、读字节、发送字节和接收字节命令,也可用于读取温度数据和设置报警阈值。MAX6622的工作温度范围为-40℃至+125℃,采用16引脚TSSOP封装。

工作模式

MAX6622是一款5通道精密温度监测器,有1个本地温度传感器通道和4个远端温度传感器通道,每个温度通道都带有一个可编程的报警阈值,通道1和通道4还带有可编程的过温阈值。通过SMBus串行接口和一个专用报警输出实现MAX6622的通信。报警输出ALERT和OVERT用于确认是否超过软件设置的温度阈值。ALERT的典型应用为中断,OVERT连接至风扇、系统开关或其他温度控制电路上。

1 ADC转换方式

在默认转换模式下,MAX6622先测量通道1,然后依次测量通道2、通道3、本地通道,通道4,开始转换。并将转换结果存储在与之相对应的温度数据寄存器中。

2低功耗待机模式

通过在配置寄存器1中将STOP比特位置1进人软件待机模式。将STBY置低进入硬件待机模式。软件待机模式使ADC停止工作,并且将供电电流降低至约30 mA,硬件待机模式中断ADC时钟,供电电流约350 mA。在软件或硬件待机模式下,数据在存储器中保留,并且SMBus接口被激活,倾听SMBus的命令。如果开始信号被SMBus识别出,超时间隔被激活。激活SMBus后,引起供电电流增加。如果正进行转换时接受到备用命令,转换循环被中断,并且温度寄存器未更新,先前的数据不变且仍可使用。

3 ALERT中断模式

当内部或外部温度数据超过最高温度上限时,产生ALERT中断。ALERT是开漏输出,因此多个设备共享一个正常中断线路。所有的ALERT中断可通过设置寄存器3将其屏蔽。

4 OVERT过温报警

MAX6622有2个用于存储远端报警门限数据的过温寄存器,该过温寄存器是为OVERT输出使用。当所测通道温度大于相应门限寄存器中存储的温度时,产生OVERT信号。一个过温输出可用于激活制冷扇,发送警告,初始化时钟降频,或者使系统关闭,防止组件被破坏。

典型应用电路

电脑中CPU为最大热源,除此之外,图形处理器(GPU)、DDR内存、硬盘和光驱都需要温度检测及控制组件。这些组件内部含有用于远程温度检测用的二极管,温度传感器可直接检测CPU内部管芯温度,并精确控制其温度。

MAX6622典型应用电路如图2所示。远端温度测量的精确度取决于远端二极管的理想因素。IC底层的温度二极管通常是PNP型,DXP_必须与该三极管的发射极相连,DXN_必须与基极相连。如果某路通道温度未使用,则该路的DXP_和DXN_悬空。

ADC对低频信号有很好的抑制作用。当电磁干扰很大时,需在DXP_和DXN_之间连接一只2 200 pF的电容,有助于滤波,但不要超过3 300 pF,因为转换电流的上升时间导致错误发生。

软件设计

首先设置配置寄存器,使MAX6622工作于正常模式下。在报警门限寄存器中设置温度上限,当所测通道温度大于对应门限寄存器温度时,OVERT位使能,用于激活制冷扇、发送警告、初始化时钟,或者使系统关闭,防止元件被破坏。OVERT位一直保持有效,直到当前温度下降到低于已设定的上限温度减去4℃的滞后值,这样环境温度将维持在设定的温度以下。这种工作方式下MAX6622可脱离系统微处理器作为独立的温度监测器,实现自动调温功能。

软件设计采用C语言编程,大大提高开发调试工作效率;同时也易于理解产生的文档资料,便于移植。C语言编译环境利用IAR公司提供的集成调试环境Workbench和C430语言调试器C-SPY进行编译,直接下载至片内Flash内存,脱机运行。整个用户界面友好,调试过程中可以在上层软件中看到各寄存器的内容并在线修改,支持单步运行,在线观察定义的各个变量实时值。

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