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    数字温度测控芯片DS1620的应用 温度测控

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    数字温度测控芯片DS1620的应用 关键词:DS1620 温度传感器 三线串行接口 热继电器 引 言 1 概 述 DS1620是Dallas公司推出的数字温度测控器件。

    2.7~ 5.0V供电电压, 测量温度范围为-55~+125℃,9位数字量表示温度值,分辨率为0.5℃。在0~+70℃ 精确度为0.5℃, -40~0℃和+70~+85℃精确度为1℃,-55~-40℃和+85~ +125℃精 确度为2℃。TH和TL寄存器中的温度报警限设定值存放在非易失性存储器中,掉 电后不会丢失。通过三线串行接口,完成温度值的读取和TH、TL的设定。

    2 引脚功能说明 DS1620采用8脚DIP封装或8脚SOIC封装。引脚排列如图1所示,引脚 功能说明如表1所列。

    表1 DS1620引脚功能说明 功 能 3 温度值数据格式 DS1620的温度值为9位数字量,数据用补码表示,最低位表示0.5℃。

    几个典型温度的数字量如表2所列。通过三线传送数据时,低位在前,高位在后。

    DS1620读出或写入的温度数据值可以是9位的字(在第9位后将置为低电平), 也可以作为两个8位字节的16位字。这时高7位为无关位。这种方式在8位单片机 中处理是比较方便的。

    4 操作和控制 控制/状态寄存器用于决定DS1620在不同场合的操作方式,也指示温 度转换时的状态。控制/状态寄存器的定义如下。

    DONE:温度转换完标志。“1”转换完成,“0”转换进行中。THF:温度过高标志。温度高于或等于TH寄存器中的设定值时变为“1”。

    当THF为“1”后,即使温度降到TH以下,THF值也仍为“1”。可以通过写入“0”或 断开电源来清除这个标志。

    TLF:温度过低标志。温度低于或等于TL寄存器中的设定值时变为“1”。

    当TLF为“1”后,即使温度升高到TL以上,TLF值也仍为“1”。可以通过写入“0” 或断开电源来清除这个标志。

    NVB:非易失性存储器忙标志。“1”表示正在向存储器中写入数据;
    “0” 表示存储器不忙。写入存储器要10ms时间。

    CPU:CPU使用标志。“1”表示使用CPU,DS1620和CPU通过三线制进行 数据传输;
    “0”表示不使用CPU,当不使用CPU时, 接低电平,CLK/作为转换控 制使用。这一位存放在非易失存储器中,允许至少 50 000次写操作。

    1SHOT:一次突发模式。“1”时按转换协议进行一次转换;
    “0”时连续转换。

    这一位存放在非易失性存储器中,允许至少50 000次写操作。

    DS1620有两种操作模式。

    表2 DS1620的几个典型温度和数字量对应关系 (1)单独工作模式 在这种工作模式下,DS1620作为热继电器使用,常用连续转换方式, 可在没有CPU参与下工作。预先必须写入控制寄存器操作模式和TH、TL寄存器 的温度设定值,CLK/用作转换开始控制端。要注意:这种工作模式下,控制/状 态寄存器的CPU标志位必须设为“0”。为了使CLK/作转换控制,必须为低电平。

    如果CLK/被拉低,且在10ms以内置高,则产生一次转换;
    如果CLK/保持低,则 DS1620连续进行转换。当CPU为“0”时,转换由CLK/控制,而不受1SHOT控制位 的限制。

    DS1620有三个温度触发控制端。当DS1620的温度高于或等于TH寄存 器设定值时,THIGH输出为高电平;
    当温度低于或等于TL寄存器设定值时, TLOW输出高电平;
    当温度高于TH寄存器设定值时,TCOM输出为高电平,直到 温度下降到TL寄存器设定值以下时才会变为低电平。三个温度触发控制端的输 出特性如图2所示。(2)三线串行通信模式 三线制由三个信号线组成:(复位)、CLK(时钟)和DQ(数据)。

    数据传输在由低电平变为高电平后开始。在数据传输过程中,使变为低电平会终 止数据传输。时钟由一序列上升沿和下降沿组成。DS1620输入、输出数据时, 都必须是上升沿数据有效。读写数据时低位在前,高位在后。DS1620的三线制 操作时序如图3所示。

    从时序图可知,三线制的操作大部分是命令字在前,数据在后(部分 命令后不需要数据)。下面是DS1620的几个主要命令字:
    开始转换[EEh] 开始转换温度,后面不需要有其它 数据;

    读温度[AAh] 读出最后一次温度转换的结果,后 面的9个脉冲输出9位温度值;

    读配置寄存器[0Ch] 命令后的连续8个脉冲读出配 置寄存器的内容;

    写配置寄存器[ACh] 命令后的连续8个脉冲写入配 置寄存器新的内容;

    写TH寄存器[01h] 命令后的连续9个脉冲写入TH 寄存器9位温度高限设定值;

    写TL寄存器[02h] 命令后的连续9个脉冲写入TL 寄存器9位温度低限设定值;

    读TH寄存器[A1h] 命令后的连续9个脉冲读出TH 寄存器9位温度高限设定值;
    读TL寄存器[A2h] 命令后的连续9个脉冲读出TL 寄存器9位温度低限设定值。

    5 应用实例 5.1 无CPU参与下的应用 DS1620有三个温度触发输出,都可作为温控端使用,用于控制加热 或制冷装置。在设置控制/状态寄存器以及TH和TL寄存器内容后,DS1620可在脱 离CPU的情况下单独作温控器使用。图4是用THIGH作控制的应用实例。当环境 温度高于TH寄存器的温度设定值后,THIGH输出为高,2N7000导通,启动风扇 散热;
    当环境温度低于TH寄存器的设定值后,THIGH输出为低电平,2N7000截 止,风扇停转。

    5.2 有CPU参与下的应用 (1)硬件连线 图5是用AT89C51单片机作CPU来操作DS1620的。单片机的P1口连接 DS1620的三线通信接口:P1.1接DQ,P1.2接CLK/,P1.3接。

    (2)程序设计 程序采用C51编制,在KEIL C V6.20下调试通过。本刊网络补充版 (http://www.dpj.com.cn)中,给出操作DS1620的几个主要子函数。

    DS1620SetConf(unsigned char val)用于配置控制/状态寄存器的内容;
    用 DS1620startConv(void)开始进行温度转换;
    用DS1620ReadConf(void)返回控制/状 态寄存器内容;
    可查寻DONE位来判断是否转换完成,转换完成后用 DS1620read(void)读出转换的温度值。也可采用软件延时方式,在开始转换后延 时1s以上,再读转换的温度数据值。

    6 小 结 DS1620的外围接线简单,使用灵活。使用时请注意它的测量范围及 精度能否满足要求。用作热继电器使用时必须写入控制寄存器操作模式和TH、 TL寄存器的温度设定值。

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