數(shù)字溫度監(jiān)測器MAX6622在溫度測控中的應用

1 引言

隨著計算機效能的推陳出新，愈來愈多的功能被整合到計算機中。因此，計算機的處理量與日俱增。為了滿足大量的數(shù)據(jù)處理需求，愈來愈多的芯片組被整合到主機中，CPU與芯片組的工作頻率也不斷提高。更多的芯片組及更快的時鐘頻率將產(chǎn)生更多的熱量。在有限的空間內(nèi)．系統(tǒng)熱量耗散是一個棘手問題。如何兼顧系統(tǒng)效能、系統(tǒng)舒適度(包括電腦外殼溫度、風扇旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的噪音)、及系統(tǒng)運行時間，是電腦設計的一個重要課題，因此，本文提出了基于MAX6622的溫度測控應用設計。

2 MAX6622簡介

MAX6622是MAXIM公司推出的一款精密多通道溫度監(jiān)測器，內(nèi)部集成有A／D轉(zhuǎn)換器、寄存器、接口電路，可直接輸出數(shù)字信號。該器件具有精度高、響應速度快、體積小、功耗低、軟件界面控制方便等優(yōu)點。廣泛應用于臺式機、筆記本、服務器、工作站等溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

MAX6622精密多通道溫度傳感器能夠監(jiān)測本地溫度和4路遠程溫度。所有溫度通道都具有可設置的報警閾值。當所測得的通道溫度超過其閾值，狀態(tài)寄存器對應的狀態(tài)位置位。兩路開漏輸出ALERT和OVERT，根據(jù)狀態(tài)寄存器相應位的狀態(tài)置低。2線串行接口采用標準系統(tǒng)管理總線可執(zhí)行寫字節(jié)、讀字節(jié)、發(fā)送字節(jié)和接收字節(jié)命令，也可用于讀取溫度數(shù)據(jù)和設置報警閾值。MAX6622的工作溫度范圍為-40℃至+125℃，采用16引腳TSSOP封裝。

2.1主要特點

2.2引腳配置及功能描述

MAX6622引腳配置如圖1所示，而引腳的功能描述詳見表1所示。

2.3工作模式

MAX6622是一款5通道精密溫度監(jiān)測器，有1個本地溫度傳感器通道和4個遠端溫度傳感器通道，每個溫度通道都帶有一個可編程的報警閾值，通道1和通道4還帶有可編程的過溫閾值。通過SMBus串行接口和一個專用報警輸出實現(xiàn)MAX6622的通信。報警輸出ALERT和OVERT用于確認是否超過軟件設置的溫度閾值。ALERT的典型應用為中斷，OVERT連接至風扇、系統(tǒng)開關或其他溫度控制電路上。

2.3.1 ADC轉(zhuǎn)換方式

在默認轉(zhuǎn)換模式下，MAX6622先測量通道1，然后依次測量通道2、通道3、本地通道，通道4，開始轉(zhuǎn)換。并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲在與之相對應的溫度數(shù)據(jù)寄存器中。

2.3.2低功耗待機模式

通過在配置寄存器1中將STOP比特位置1進人軟件待機模式。將STBY置低進入硬件待機模式。軟件待機模式使ADC停止工作，并且將供電電流降低至約30 mA，硬件待機模式中斷ADC時鐘，供電電流約350 mA。在軟件或硬件待機模式下，數(shù)據(jù)在存儲器中保留，并且SMBus接口被激活，傾聽SMBus的命令。如果開始信號被SMBus識別出，超時間隔被激活。激活SMBus后，引起供電電流增加。如果正進行轉(zhuǎn)換時接受到備用命令，轉(zhuǎn)換循環(huán)被中斷，并且溫度寄存器未更新，先前的數(shù)據(jù)不變且仍可使用。

2.3.3 ALERT中斷模式

當內(nèi)部或外部溫度數(shù)據(jù)超過最高溫度上限時，產(chǎn)生ALERT中斷。ALERT是開漏輸出，因此多個設備共享一個正常中斷線路。所有的ALERT中斷可通過設置寄存器3將其屏蔽。

2.3.4 OVERT過溫報警

MAX6622有2個用于存儲遠端報警門限數(shù)據(jù)的過溫寄存器，該過溫寄存器是為OVERT輸出使用。當所測通道溫度大于相應門限寄存器中存儲的溫度時，產(chǎn)生OVERT信號。一個過溫輸出可用于激活制冷扇，發(fā)送警告，初始化時鐘降頻，或者使系統(tǒng)關閉，防止組件被破壞。

3典型應用電路

電腦中CPU為最大熱源，除此之外，圖形處理器(GPU)、DDR內(nèi)存、硬盤和光驅(qū)都需要溫度檢測及控制組件。這些組件內(nèi)部含有用于遠程溫度檢測用的二極管，溫度傳感器可直接檢測CPU內(nèi)部管芯溫度，并精確控制其溫度。

MAX6622典型應用電路如圖2所示。遠端溫度測量的精確度取決于遠端二極管的理想因素。IC底層的溫度二極管通常是PNP型，DXP_必須與該三極管的發(fā)射極相連，DXN_必須與基極相連。如果某路通道溫度未使用，則該路的DXP_和DXN_懸空。

ADC對低頻信號有很好的抑制作用。當電磁干擾很大時，需在DXP_和DXN_之間連接一只2 200 pF的電容，有助于濾波，但不要超過3 300 pF，因為轉(zhuǎn)換電流的上升時間導致錯誤發(fā)生。

4軟件設計

首先設置配置寄存器，使MAX6622工作于正常模式下。在報警門限寄存器中設置溫度上限，當所測通道溫度大于對應門限寄存器溫度時，OVERT位使能，用于激活制冷扇、發(fā)送警告、初始化時鐘，或者使系統(tǒng)關閉，防止元件被破壞。OVERT位一直保持有效，直到當前溫度下降到低于已設定的上限溫度減去4℃的滯后值，這樣環(huán)境溫度將維持在設定的溫度以下。這種工作方式下MAX6622可脫離系統(tǒng)微處理器作為獨立的溫度監(jiān)測器，實現(xiàn)自動調(diào)溫功能。其主程序流程如圖3所示。

軟件設計采用C語言編程，大大提高開發(fā)調(diào)試工作效率；同時也易于理解產(chǎn)生的文檔資料，便于移植。C語言編譯環(huán)境利用IAR公司提供的集成調(diào)試環(huán)境Workbench和C430語言調(diào)試器C-SPY進行編譯，直接下載至片內(nèi)Flash內(nèi)存，脫機運行。整個用戶界面友好，調(diào)試過程中可以在上層軟件中看到各寄存器的內(nèi)容并在線修改，支持單步運行，在線觀察定義的各個變量實時值。以下為部分代碼。

5 結(jié)語

詳細介紹了MAX6622的溫度檢測功能、工作模式和典型應用電路，MAX6622工作于正常模式時可以自動驅(qū)動風扇調(diào)節(jié)溫度，在筆記本、臺式機、服務器、工作站等應用領域可大大降低功耗，具有抗干擾能力強，采集溫度精度高等優(yōu)點。因此，MAX662可廣泛應用于需要溫度控制的場合。