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 *** 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 *** 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 *** 作，而在这期间，即使环境温度降到THYST，输出电平也不翻转；
●D0用于设置工作方式。0表示采用自动测温方式，1表示采用低功耗方式。
THYST温度点寄存器（地址02H）和TOTI温度点寄存器（地址03H）均是16位读/写寄存器，分别用于设置低端和高端温度点的门限值，所设数值以二进制补码的形式存入高9位，其余位置0。
AD7416采用I2C串行总线和数据传输协议来实现同外设的数据传输。在数据传输过程中AD7416作为从器件通过数据输入/输出线SDA以及时钟信号线SCL与总线相连。其传输时序如图3所示。当SCL保持高电平时，SDA从高电平到低电平的跳变为数据传输的开始信号，随后传送AD7416的地址信息的读/写控制位。其地址信息的格式为：100A2A1A0R/W。
根据A2A1A0的不同编码，最多可允许8片AD7416挂接同一个串行总线上。读/写控制位为1时，表示对AD7416进行读 *** 作，为0时，则表示进行写 *** 作。当每个字节传送结束时，必须在收到接收数据一方的确认信号（ACK）后方可开始下一步的 *** 作。然后在地址信息和读/写控制位之后传送片内寄存器地址和数据。最后，在SCL保持高电平的情况下，当SDA从低电平跳变到高电平时将终止数据的传输 *** 作。
3 应用实例
AD7416在每次上电时的默认参数如下：
●TOUI设置为80℃、THYST设置为75℃；
●OTI采用比较方式工作；
●OTI输出低电平有效；
●故障排队长度设置为1。
这些默认值可使该温度传感器在不连接串行总线时用作自动调温器，图4所示就是AD7416作为自动调温器的典型应用电路原理图。当被测量的环境温度低于 THYST时，OTI输出高电平，Q1导通，继电器吸合，加热器开始工作；当被测量的环境温度高于TOTI时，OTI输出低电平，将Q1的基极电位拉低以使其截止，继电器释放，加热器停止工作。
实际应用中应注意以下几个问题：
●为防止环境干扰，AD7416的电源同地线之间要并接容值大于0.1μF的钽电容；
●AD7416的感温器件在芯片内部，因此芯片表面要被测物体紧密接触；
●由于芯片自耗电的存在，AD7416工作时的自身温升约为0.2，所以在精确测温时应采取低功耗的工作方式；
●OTI输出端的上拉电阻的阻值越大，流入AD7416的电流越小，其温升也越小，但上拉电阻最大不能超过30kΩ，通常选10kΩ；
●与I2C兼容的接口总线在AD7416上电后就一直有效，因此在芯片处于休眠状态下仍可进行片内数据的读出和写入。
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我们所讲的精度通常是指它的精确度，其实这是错误的。精度又叫做精密度，是跟准确度相对应的一个概念。就像打靶一样，打的准，那就说它的准确度比较高；而每两个靶之间能打出的偏移越小，那它的精密度就越高。精密度与准确度合起来称为精确度。但是鉴于大家都将精度指代了精确度，那以下所说的精度如无特别指出，都是指精确度。很多人对于精度和分辨率的概念不清楚，这里我做一下总结，希望大家不要混淆。
我们搞电子开发的，经常跟“精度”与“分辨率”打交道，这个问题不是三言两语能搞得清楚的，在这里只作抛砖引玉了。
简单点说，“精度”是用来描述物理量的准确程度的，而“分辨率”是用来描述刻度划分的。从定义上看，这两个量应该是风马牛不相及的。（是不是有朋友感到愕然^_^）。很多卖传感器的JS就是利用这一点来糊弄人的了。简单做个比喻：有这么一把常见的塑料尺（中学生用的那种），它的量程是10厘米，上面有100个刻度，最小能读出1毫米的有效值。那么我们就说这把尺子的分辨率是1毫米，或者量程的1%；而它的实际精度就不得而知了（算是0.1毫米吧）。当我们用火来烤一下它，并且把它拉长一段，然后再考察一下它。我们不难发现，它还有有100个刻度，它的“分辨率”还是1毫米，跟原来一样！然而，您还会认为它的精度还是原来的0.1毫米么？（这个例子是引用网上的，个人觉得比喻的很形象！）
回到电子技术上，我们考察一个常用的数字温度传感器：AD7416。供应商只是大肆宣扬它有10位的AD，分辨率是1/1024。那么，很多人就会这么欣喜：哇塞，如果测量温度0-100摄氏度，100/1024……约等于0.098摄氏度！这么高的精度，足够用了。但是我们去浏览一下AD7416的数据手册，居然发现里面赫然写着：测量精度0.25摄氏度！所以说分辨率跟精度完全是两回事，在这个温度传感器里，只要你愿意，你甚至可以用一个14位的AD，获得1/16384的分辨率，但是测量值的精度还是0.25摄氏度^_^
所以很多朋友一谈到精度，马上就和分辨率联系起来了，包括有些项目负责人，只会在那里说：这个系统精度要求很高啊，你们AD的位数至少要多少多少啊……
其实，仔细浏览一下AD的数据手册，会发现跟精度有关的有两个很重要的指标：DNL和INL。似乎知道这两个指标的朋友并不多，所以在这里很有必要解释一下。
DNL：Differencial NonLiner——微分非线性度
INL：Interger NonLiner——积分非线性度（精度主要用这个值来表示）
他表示了ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值，和真实值之间误差最大的那一点的误差值。也就是，输出数值偏离线性最大的距离。单位是LSB（即最低位所表示的量）。
当然，像有的AD如△—∑系列的AD，也用Linearity error 来表示精度。
为什么有的AD很贵，就是因为INL很低。分辨率同为12bit的两个ADC，一个INL＝±3LSB，而一个做到了±1.5LSB，那么他们的价格可能相差一倍。
LSB（Least Significant Bit），意为最低有效位；MSB（Most Significant Bit），意为最高有效位，若MSB=1，则表示数据为负值，若MSB=0，则表示数据为正。
当选择模数转换器(ADC)时，最低有效位(LSB)这一参数的含义是什么？有位工程师告诉我某某生产商的某款12位转换器只有7个可用位。也就是说，所谓12位的转换器实际上只有7位。他的结论是根据器件的失调误差和增益误差参数得出的，这两个参数的最大值如下：
失调误差 =±3LSB，
增益误差 =±5LSB，
乍一看，觉得他似乎是对的。从上面列出的参数可知最差的技术参数是增益误差(±5 LSB)。进行简单的数学运算，12位减去5位分辨率等于7位，对吗？果真如此的话，ADC生产商为何还要推出这样的器件呢？增益误差参数似乎表明只要购买成本更低的8位转换器就可以了，但看起来这又有点不对劲了。正如您所判断的，上面的说法是错误的。
让我们重新来看一下LSB的定义。考虑一个12位串行转换器，它会输出由1或0组成的12位数串。通常，转换器首先送出的是最高有效位(MSB)(即LSB + 11)。有些转换器也会先送出LSB。在下面的讨论中，我们假设先送出的是MSB(如图1所示)，然后依次送出MSB-1 (即 LSB + 10)和MSB -2(即LSB + 9)并依次类推。转换器最终送出MSB -11(即LSB)作为位串的末位。
LSB这一术语有着特定的含义，它表示的是数字流中的最后一位，也表示组成满量程输入范围的最小单位。对于12位转换器来说，LSB的值相当于模拟信号满量程输入范围除以212 或 4,096的商。如果用真实的数字来表示的话，对于满量程输入范围为4.096V的情况，一个12位转换器对应的LSB大小为1mV。但是，将LSB定义为4096个可能编码中的一个编码对于我们的理解是有好处的。
让我们回到开头的技术指标，并将其转换到满量程输入范围为4.096V的12位转换器中：
失调误差 = ±3LSB =±3mV，
增益误差 =±5LSB = ±5mV，
这些技术参数表明转换器转换过程引入的误差最大仅为8mV(或 8个编码)。这绝不是说误差发生在转换器输出位流的LSB、LSB-1、LSB-2、LSB-3、LSB-4、LSB-5、LSB-6和 LSB-7 八个位上，而是表示误差最大是一个LSB的八倍(或8mV)。准确地说，转换器的传递函数可能造成在4,096个编码中丢失最多8个编码。丢失的只可能是最低端或最高端的编码。例如，误差为+8LSB ((+3LSB失调误差) + (+5LSB增益误差)) 的一个12位转换器可能输出的编码范围为0 至 4,088。丢失的编码为4088至4095。相对于满量程这一误差很小仅为其0.2%。与此相对，一个误差为-3LSB((-3LSB失调误差)—(-5LSB增益误差))的12位转换器输出的编码范围为3至4,095。此时增益误差会造成精度下降，但不会使编码丢失。丢失的编码为0、1和2。这两个例子给出的都是最坏情况。在实际的转换器中，失调误差和增益误差很少会如此接近最大值。
在实际应用中，由于ADC失调或增益参数的改进而使性能提升的程度微不足道，甚至可以忽略。但是，对于那些将精度作为一项设计目标的设计人员来说，这种假设太过绝对。利用固件设计可以很容易地实现数字校准算法。但更重要的是，电路的前端放大/信号调理部分通常会产生比转换器本身更大的误差。
PM611单元热释电传感器，这种传感器虽是单灵敏元，由于他采用一个接收元和二个并联的补偿元串接的结构，故也能有效地补偿环境温度起伏，振动等于扰影响。他的工作温度是-20～+70℃，特别适合测量人体的温度。而且PM611各项指数都比较好，因此选用了选择PM611单元热释电传感器和ICL7106积分式A/D转换器等器件实现了一种误差较小的红外线人体测温。温度传感器的种类很多，可以分为模拟和数字的两类。模拟传感器电路设计复杂并且不能直接把信号输入单片机，需要A/D转换。因此，考虑到设计和性价比，我们选择数字类的温度传感器。数字传感器AD7416和DS18B20两种传感器都适合用在我们的产品中。但是，AD7416的硬件电路设计相对比较复杂，抗干扰能力不强。而DS18B20正好弥补了这些不足之处
以上是我组选择温度传感时的段，不知对你有没有帮助！
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