帶有存儲器功能的數字溫度計

1.DS1624基本原理

DS1624是美國DALLAS公司生產(chǎn)的集成了測量系統和存儲器于一體的芯片。數字接口電路簡(jiǎn)單，與I2C總線(xiàn)兼容，且可以使用一片控制器控制多達8片的DS1624。其數字溫度輸出達13位，精度為0.03125℃。DS1624可工作在最低2.7V電壓下，適用于低功耗應用系統。

(1).DS1624基本特性

⊕.無(wú)需外圍元件即可測量溫度

⊕.測量范圍為-55℃～+125℃，精度為0.03125℃

⊕.測量溫度的結果以13位數字量(兩字節傳輸)給出

⊕.測量溫度的典型轉換時(shí)間為1秒

⊕.集成了256字節的E2PROM非易性存儲器

⊕.數據的讀出和寫(xiě)入通過(guò)一個(gè)2-線(xiàn)(I2C)串行接口完成

⊕.采用8腳DIP或SOIC封裝，如圖2.34.1

圖2.34.1

(2).引腳描述及功能方框圖

其引腳描述如表1所示：

DS1624的功能結構圖如圖4.34.2所示：

圖4.34.2

(3).DS1624工作原理

溫度測量

圖4.34.3是溫度測量的原理結構圖

圖4.34.3　溫度測量的原理結構圖

DS1624在測量溫度時(shí)使用了獨有的在線(xiàn)溫度測量技術(shù)。它通過(guò)在一個(gè)由對溫度高度敏感的振蕩器決定的計數周期內對溫度低敏感的振蕩器時(shí)鐘脈沖的計數值的計算來(lái)測量溫度。DS1624在計數器中預置了一個(gè)初值,它相當于-55℃。如果計數周期結束之前計數器達到0，已預置了此初值的溫度寄存器中的數字就會(huì )增加，從而表明溫度高于-55℃。

與此同時(shí)，計數器斜坡累加電路被重新預置一個(gè)值，然后計數器重新對時(shí)鐘計數，直到計數值為0。

通過(guò)改變增加的每1℃內的計數器的計數，斜坡累加電路可以補償振蕩器的非線(xiàn)性誤差，以提高精度，任意溫度下計數器的值和每一斜坡累加電路的值對應的計數次數須為已知。

DS1624通過(guò)這些計算可以得到0.03125℃的精度，溫度輸出為13位，在發(fā)出讀溫度值請求后還會(huì )輸出兩位補償值。表2給出了所測的溫度和輸出數據的關(guān)系。這些數據可通過(guò)2線(xiàn)制串行口連續輸出，MSB在前，LSB在后。

表2　溫度與輸出數據關(guān)系表

由于數據在總線(xiàn)上傳輸時(shí)MSB在前，所以DS1624讀出的數據可以是一個(gè)字節(分辨率為1℃)，也可以是兩個(gè)字節，第二個(gè)字節包含的最低位為0.03125℃。

表2是13位溫度寄存器中存儲溫度值的數據格式

高八位字節　 低八位字節

存儲器的讀操作

在這種模式下，主器件可以從DS1624的EEPROM中讀取數據。主器件在發(fā)送開(kāi)始信號之后，主器件首先發(fā)送寫(xiě)控制字節1001A2A1A00，主器件接收到DS1624應答之后，發(fā)送訪(fǎng)問(wèn)存儲器的指令(17H)，收到DS1624的應答之后，接著(zhù)發(fā)送字地址將被被寫(xiě)入到DS1624的地址指針。這時(shí)DS1624發(fā)送應答信號之后，主器件并沒(méi)有發(fā)送停止信號，而是重新發(fā)送START開(kāi)始信號，接著(zhù)又發(fā)送讀控制字節1001A2A1A01，主器件接收到DS1624應答之后，開(kāi)始接收DS1624送出來(lái)的數據，主器件每接收完一個(gè)字節的數據之后，都要發(fā)送一個(gè)應答信號給DS1624，直到主器件發(fā)送一個(gè)非應答信號或停止條件來(lái)結束DS1624的數據發(fā)送過(guò)程。

DS1624的指令集

數據和控制信息的寫(xiě)入讀出是以表5和表6所示的方式進(jìn)行的。在寫(xiě)入信息時(shí)，主器件輸出從器件(即DS1624)的地址，同時(shí)R/W位置0。接收到響應位后，總線(xiàn)上的主器件發(fā)出一個(gè)命令地址，DS1624接收此地址后，產(chǎn)生響應位，主器件就向它發(fā)送數據。如果要對它進(jìn)行讀操作，主器件除了發(fā)出命令地址外，還要產(chǎn)生一個(gè)重復的啟動(dòng)條件和命令字節，此時(shí)R/W位為1，讀操作開(kāi)始。下面對它們的命令進(jìn)行說(shuō)明。

訪(fǎng)問(wèn)存儲器指令[17H]：該指令是對DS1624的EEPROM進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，發(fā)送該指令之后，下一個(gè)字節就是被訪(fǎng)問(wèn)存儲器的字地址數據。

訪(fǎng)問(wèn)設置寄存器指令[ACH]：如果R/W位置0，將寫(xiě)入數據到設置寄存器。發(fā)出請求后，接下來(lái)的一個(gè)字節被寫(xiě)入。 如果R/W位置1，將讀出存在寄存器中的值。

讀溫度值指令[AAH]：即讀出最后一個(gè)測溫結果。DS1624產(chǎn)生兩個(gè)字節，即為寄存器內的結果。

開(kāi)始測溫指令[EEH]：此命令將開(kāi)始一次溫度的測量，不需再輸入數據。在單次測量模式下，可在進(jìn)行轉換的同時(shí)使DS1624保持閑置狀態(tài)。在連續模式下，將啟動(dòng)連續測溫。

停止測溫指令[22H]：該命令將停止溫度的測量，不需再輸入數據。此命令可用來(lái)停止連續測溫模式。發(fā)出請求后，當前溫度測量結束，然后DS1624保持閑置狀態(tài)。直到下一個(gè)開(kāi)始測溫的請求發(fā)出才繼續進(jìn)行連續測量。

表5　主機對DS1624寫(xiě)操作通信格式