Winbond W83L771W/G硬件监控IC：精准温度监测的理想之选

在电子设备的设计中，对硬件状态的监测至关重要，尤其是温度监测，它直接关系到设备的性能和稳定性。今天，我们就来深入了解一下Winbond推出的W83L771W/G硬件监控IC，看看它在温度监测方面有哪些出色的表现。

文件下载：W83L771G.pdf

一、产品概述

W83L771W/G是一款专为笔记本应用设计的硬件监控IC，具有2通道温度传感器和2线制系统管理总线（SMBus™）串行接口。它拥有片上热传感器和远程温度传感器输入，能够高精度地测量温度。其内置的10位带符号ADC（模数转换器），分辨率达到0.125°C，可将监测到的温度值进行精准转换。该芯片采用8引脚TSSOP封装，工作电压为3.3V ±10%，具有高温精度、低功耗的特点。

二、产品特性

2.1 温度监测

• 高精度测量：能够以高达±1℃的精度测量温度，为设备的温度管理提供可靠的数据支持。
• 双传感器配置：配备一个片上热传感器和一个远程温度传感器输入，可同时监测本地和远程温度。远程温度传感器输入可连接到热二极管或晶体管，如2N3904。

2.2 通用特性

• 接口：采用SMBus™串行接口，方便与其他设备进行通信。
• 电源：支持3.3V±10%的VCC操作，具有较好的电源适应性。
• 数据格式：远程温度数据采用10位带符号格式，分辨率为0.125°C，同时还提供可编程的偏移寄存器，可适应不同的热二极管。
• 报警输出：ALERT输出支持SMBus™ 2.0协议，可设置可编程的温度高低限和滞后，用于ALERT和T_CRIT_A输出。
• 兼容性：SMBusTM 2.0兼容接口，支持TIMEOUT功能，增强了系统的稳定性。

2.3 封装

采用8引脚TSSOP封装，体积小巧，适合笔记本等空间有限的应用场景。

三、关键规格

规格	详情
本地温度范围和精度	0°C至+80°C，± 3°C(@70°C)
远程温度范围和精度	-30°C至+127°C，± 1°C(@70°C)
电源电压	3.3V ±10%
工作电源电流	1 mA（典型值）
ADC分辨率	11位

四、功能描述

4.1 温度监测功能

W83L771W/G提供一个远程温度传感器输入和一个本地片上热传感器，可分别监测远程和本地温度。测量到的温度会与可编程的高低限寄存器和T_CRIT寄存器中的值进行数字比较，通过监测状态寄存器（SR）可以检测到任何超出限制的值。

4.2 访问接口

该芯片通过SMBus串行接口读写内部寄存器，读写的SMBus地址分别为10011001b和10011000b。

4.3 ALERT输出模式

ALERT引脚是一个低电平有效、开漏输出引脚，当测量温度超过限制寄存器中定义的限制时触发。它有三种输出模式：

• 比较器模式：通过设置Filter and Alert Configure Register（寄存器地址BFh，D0置1）可启用该模式。在此模式下，当监测温度超出限制时，ALERT引脚会发出警报，直到温度回到目标范围。
• 中断模式：当状态寄存器中的任何标志（除Busy标志D7和OPEN标志D2外）被设置时，W83L771W/G会在读取状态寄存器时设置配置寄存器的ALERT掩码位D7。这会阻止进一步的ALERT触发，直到主设备在中断服务程序结束时重置ALERT掩码位。
• SMBus ALERT模式：ALERT输出连接到SMBus警报线，当测量温度超过限制时，ALERT引脚被拉低，状态寄存器中的相应警报标志置高。通过SMBus ALERT协议，主设备可以确定是哪个从设备产生了中断。

4.4 T_CRIT_A输出和T_CRIT标志

当测量温度超过在19h（远程）和20h（本地）中定义的临界温度（T_CRIT）时，T_CRIT_A输出引脚被拉低。只有当测量温度低于（T_CRIT - TH）时，T_CRIT_A输出才会被重置，其中TH是温度滞后。状态寄存器只有在被读取且温度转换低于T_CRIT设定点时才会被重置。

4.5 测量温度数据格式

• 远程温度：采用11位二进制补码格式，分辨率为0.125°C。
• 本地温度：采用8位二进制补码格式。

4.6 数字滤波器

W83L771W/G提供三级数字滤波器，可抑制由于噪声导致的错误远程温度读数。通过设置Filter and Alert Configure Register中的位来选择滤波器级别。

4.7 故障检测

当DPLUS和DMINUS出现错误连接时，会有相应的故障检测响应。除了特定的响应情况外，错误连接发生后，OPEN标志将保持低电平，远程温度将显示为-30°C，这是该芯片能够测量的最低温度。

4.8 转换速率和移动平均

该芯片在转换速率选择中提供嵌入式移动平均功能。较低的转换速率可以获得更多的远程温度测量平均值，从而实现出色的噪声抑制。

五、控制和状态寄存器

5.1 寄存器概述

W83L771W/G有多个寄存器，包括本地温度寄存器、远程温度寄存器、状态寄存器、配置寄存器等，每个寄存器都有其特定的功能和默认状态。

5.2 温度寄存器数据格式

不同的温度寄存器采用不同的数据格式，如LT、RTHB等寄存器采用二进制补码格式，RTLB、RHSLB等寄存器也采用二进制补码格式，但表示的数值含义不同。

5.3 状态寄存器（SR）

状态寄存器用于指示各种状态，如ADC是否忙碌、本地和远程温度是否超出高低限、远程二极管是否断开等。

5.4 配置寄存器（C）

配置寄存器用于设置ALERT中断掩码、远程和本地T_CRIT_A中断掩码等。

5.5 T_CRIT滞后寄存器（TH）

该寄存器用于设置T_CRIT的滞后值，单位为℃，最大值为31。

5.6 转换速率寄存器（CR）

转换速率寄存器可设置不同的转换速率，从31.25 mHz（32 Sec）到16 Hz不等，用户可以根据实际需求进行选择。

5.7 滤波器和警报配置寄存器（RDTF）

该寄存器用于设置数字滤波器级别和启用ALERT输出比较器模式。

六、电气特性

6.1 绝对最大额定值

参数	额定值	单位
电源电压	3.3	V
输入电压	3至5.5	V
工作温度	0至+ 70	°C
存储温度	-50至+150	°C

6.2 DC特性

在不同的工作条件下，芯片的输入输出电压、漏电流等参数都有明确的规定，以确保芯片的正常工作。

6.3 AC特性

串行总线的时序参数，如SCL时钟周期、起始条件保持时间、停止条件建立时间等，都有相应的要求，以保证数据传输的准确性。

七、顶部标记和封装规格

7.1 顶部标记

W83L771W和W83L771G的顶部标记包含了芯片型号、跟踪代码等信息，通过这些信息可以了解芯片的生产时间、组装厂ID和IC版本等。

7.2 封装规格

采用TSSOP 8L 3X3 MM^2封装，对封装的各个尺寸都有详细的规定，确保芯片能够正确安装和使用。

八、应用电路

虽然文档中未详细给出应用电路，但在实际设计中，我们可以根据芯片的功能和特性，结合具体的应用场景，合理设计应用电路，以实现对设备温度的有效监测和控制。

总的来说，Winbond W83L771W/G硬件监控IC在温度监测方面具有高精度、低功耗、多功能等优点，是电子工程师在设计笔记本等设备时的理想选择。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理配置寄存器和设置参数，以充分发挥该芯片的性能。你在使用类似的硬件监控IC时，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。