數字式I2C總線(xiàn)溫度傳感器在溫度檢測中的應用

ds1624的基本特性

ds1624是dallas公司生產(chǎn)的一種功能較強的數字式溫度傳感器，它比同系列的ds1620控制更為簡(jiǎn)單，比ds1621分辨率更高，可以使用一片控制器控制多達8片傳感器，支持i2c總線(xiàn)協(xié)議，測溫范圍寬，讀數穩定，分辨率高，無(wú)須外接電路，與單片機接口簡(jiǎn)單，可以廣泛用于溫度檢測、溫度控制，溫度報警等領(lǐng)域。

測溫范圍：-55℃~+125℃，分辨率0.03125℃
溫度值以13位數字量輸出(兩字節傳輸)
溫度轉換時(shí)間小于1秒，
數據的讀寫(xiě)通過(guò)2線(xiàn)串行接口實(shí)現(sda，scl)可選總線(xiàn)地址。
內部集成256b的e2prom，可以用來(lái)保存用戶(hù)設定的參數

引腳說(shuō)明 ds1624為8腳dip封裝或者soic封裝，其引腳功能如下表。

ds1624的工作原理

ds1624采用專(zhuān)用的片內的溫度測量技術(shù)進(jìn)行溫度的測量，其溫度測量原理如圖1。

在計數門(mén)開(kāi)通的情況下對低溫系數振蕩器的脈沖個(gè)數進(jìn)行計數，計數脈沖的周期由高溫系數振蕩器所決定，計數器和溫度寄存器的預先設置值為-55℃。如果計數器在脈沖結束之前達到0，則溫度寄存器增加，同時(shí)計數器預置為非線(xiàn)性累加器的值，并重新開(kāi)始計數，如果脈沖周期在計數器到0之前還未結束，則重復上面的過(guò)程，否則停止計數。最終溫度寄存器中的值即為被測溫度值。

ds1624的溫度值以0.03125℃為單位表示，1624 內部的溫度寄存器為13位（2個(gè)字節）的寄存器，該寄存器可以通過(guò)iic總線(xiàn)串行讀出，高位在前。該13寄存器的內容即為補碼表示的溫度值，最高位置符號位，符號位?quot;1"表示溫度值為負，為"0"表示溫度值為正。將該13位數據的真值乘以0.03125，即為被測溫度值。例如：

表示被測溫度為：+802*0.03125=25.0625℃

ds1624的工作方式

ds1624可以在兩種方式下工作，連續轉換方式和一次轉換方式，通過(guò)配置寄存器的來(lái)控制使用哪種工作模式。

done 為轉換完成位，溫度轉換完成時(shí)候為1，正在轉換時(shí)為0，1shot為一次模式位，該位為1時(shí)，每次收到開(kāi)始轉換命令執行一次溫度轉換，為0時(shí)，執行連續溫度轉換，該位為非易失性的。

ds1624在嵌入一個(gè)系統時(shí)，需要有mcu對其發(fā)出控制命令，如讀寫(xiě)狀態(tài)寄存器，讀溫度寄存器，開(kāi)始溫度轉換等命令，mcu對ds1624的控制是通過(guò)i2c總線(xiàn)接口來(lái)實(shí)現的，寫(xiě)入和讀出完全遵循i2c總線(xiàn)的協(xié)議。

ds1624的命令集包含下面5個(gè)，比相同系列的ds1621更加方便，簡(jiǎn)捷。

（1）開(kāi)始溫度轉換[eeh]

該命令啟動(dòng)溫度轉換，無(wú)需讀數據，再一次轉換模式下，該命令啟動(dòng)轉換，ds1624完成轉換之后保持空閑，在連續轉換方式下，該命令啟動(dòng)ds1624進(jìn)行連續的溫度轉換。

（2）溫度轉換結束命令[22h]

該命令停止溫度轉換，無(wú)需更多數據，在連續運行方式下，該命令停止ds1624的溫度轉換，并且保持空閑，直到ds1624得到新的溫度轉換開(kāi)始命令。

（3）讀溫度命令[aah]

該命令讀出最近一次溫度轉換的結果，隨后ds1624將兩個(gè)字節補碼表示的溫度值送出。最高為符號位，最低三位不用。

（4）訪(fǎng)問(wèn)配置寄存器[ach]

若r/w=0，該命令寫(xiě)入配置寄存器之后，mcu送出一個(gè)字節，用以確定ds1624的工作方式；若r/w=1，ds6124送出當前狀態(tài)用來(lái)通知mcu轉換是否完成。

（5）訪(fǎng)問(wèn)存儲器[17h]

該命令用來(lái)訪(fǎng)問(wèn)ds1624內部集成的256b的e2存儲器，下一字節數據為被訪(fǎng)問(wèn)的存儲器的地址，即可進(jìn)行e2存儲器的讀寫(xiě)操作，讀寫(xiě)時(shí)和其他的i2c協(xié)議的e2存儲器相同。讀者可參考其它的資料。

ds1624 啟動(dòng)溫度轉換、訪(fǎng)問(wèn)配置寄存器、讀取溫度值的流程圖見(jiàn)圖2。

典型應用

ds1624的典型應用圖，見(jiàn)圖3，其中led顯示和溫度報警電路讀者可以自行設計。ds1624沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的溫度控制功能，用戶(hù)可以將溫度控制信息，如溫度上限，溫度下限保存在e2存儲器中。工作時(shí)可將ds1624設為連續工作方式，mcu不停讀取溫度值，送顯示裝置顯示，并可將溫度值和e2存儲器中的溫度控制參數比較，用以驅動(dòng)報警、加熱或其他執行機構。還可以將pid等參數存于e2存儲器中，通過(guò)先進(jìn)的算法實(shí)現閉環(huán)控制。

注意事項

ds1624在使用的時(shí)候，應注意幾點(diǎn)問(wèn)題

1、寫(xiě)e2prom需要10ms的時(shí)間，所以在每一次寄存器寫(xiě)操作后都需要等待10ms再進(jìn)行下一次寫(xiě)操作。 2、由于sda、scl均為漏極開(kāi)路i/o因此一定要有上拉電阻。

3、在數據傳輸和寫(xiě)命令字的時(shí)候，一定遵循i2c總線(xiàn)的協(xié)議，在由寫(xiě)操作到讀操作轉換的時(shí)候，應該重新啟動(dòng)數據傳輸，然后發(fā)送地址和讀寫(xiě)位。

4、在構成測溫系統時(shí)，一片單片機最多可以連接8片ds1624，并可采用求平均值的方法提高測量精度。此時(shí)應將地址a2、a1、a0作不同的調整。