数字温度测控芯片DS1620的应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:DS1620是一种半导体温度测控芯片,9位温度数据值,测温范围-55"+125℃,0.5℃分辨率。通过三线串行接口与CPU连接,可作为热传感器使用;用三个温控触发端控制加热或制冷装置,可用作热继电器。本文介绍它的功能和使用方法,并给出C51的源程序。 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 引 脚 名 称 功 能 1 DQ 三线制的数据输入/输出 2 CLK/CONV 三线制的时钟输入和标准转换输入 3 RST 三线制的复位输入 4 GND 地 5 TCOM 温度高/低限触发输出 6 TLOW 温度低限触发输出 7 THIGH 温度高限触发输出 8 VDD 3~5V电源 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 THF TLF NVB 1 0 CPU 1SHOT 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 温度/℃ 数字输出(二进制) 数字输出(十六进制) +125 0 11111010 00FAH +25 0 0011 0032H +0.5 0 0000000 0001H 0 0 0000000 0000H -0.5 1 11111111 01FFH -25 1 11001110 01CEH -55 1 1001001 0192H (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。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/measure/200703/10955.html
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