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DS1621 |
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數字溫度傳感器DS1621及其應用
ＤＳ１６２１是ＤＡＬＬＡＳ公司生產的一種功能較強的數字式溫度傳感器和恒溫控制器。與同系列的ＤＳ１６２０相比控制更為簡單，接口與Ｉ２Ｃ總線兼容，且可以使用一片控制器控制多達８片的ＤＳ１６２１。其數字溫度輸出達９位，精度為０．５℃。通過讀取內部的計數值和用于溫度補償的每攝氏度計數值，利用公式計算還可提高溫度值的精度。ＤＳ１６２１可工作在２．７Ｖ電壓下，適用于低功耗應用系統。利用ＤＳ１６２１和一片２０５１單片機即可構成一個簡潔但功能強大的低電壓溫度測量控制系統。
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�。模樱保叮玻睙o需外圍元件即可測量溫度，將結果以９位數字量（兩字節(jié)傳輸）給出，測量范圍為－５５℃～＋１５５℃，精度為０．５℃；典型轉換時間為１ｓ；用戶可自行設置恒溫計的溫度值，且將該設置值存儲在非易失存儲器中。數據的讀出和寫入通過一個２－線串行接口完成，ＤＳ１６２１采用８腳ＤＩＰ或ＳＯＩＣ封裝。
２． 引腳描述及功能方框圖
�。模樱保叮玻钡囊_描述如表１所列。圖１是ＤＳ１６２１的功能框圖。
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�。模樱保叮玻奔瓤瑟毩⒐ぷ鳎ù藭r作為恒溫控制器），也可通過２－線接口在ＭＰＵ的控制下完成溫度的測量和計算。ＤＳ１６２１的工作方式是由片上的設置／狀態(tài)寄存器來決定的，該寄存器的定義如下：
其中ＤＯＮＥ為轉換完成位，溫度轉換結束時置１，正在進行轉換時為０；ＴＨＦ為高溫標志位，當溫度超過ＴＨ預置值時置１；ＴＬＦ為低溫標志位，當溫度低于ＴＬ預置值時置１；ＮＶＢ為非易失存儲器忙位，向片內Ｅ２ＰＲＯＭ寫入時置１，寫入結束后復位寫入Ｅ２ＰＲＯＭ通常需要１０ｍｓ；ＰＣＬ為輸出極性位，為１時激活狀態(tài)為邏輯高電平，為０時激活狀態(tài)為邏輯低電平，該位是非易失的；１ＳＨＯＴ為一次模式位，該位為１時每次收到開始轉換命令執(zhí)行一次溫度轉換，為０時執(zhí)行連續(xù)溫度轉換，該位亦是非易失的。
�。模樱保叮玻痹谇度胍粋�系統前，需由ＭＰＵ將設置／狀態(tài)寄存器值通過２－線接口寫入該寄存器，之后ＤＳ１２６１或作為恒溫計獨立工作，或在ＭＰＵ控制下進行溫度測量和計算。ＭＰＵ對ＤＳ１６２１的控制和寫入是通過２－線接口進行數據傳輸的，ＭＰＵ對ＤＳ１６２１發(fā)命令字，之后完成對ＤＳ１６２１的讀或寫。由于數據傳輸協議滿足Ｉ２Ｃ總線規(guī)范，ＭＰＵ可將ＤＳ１６２１作為具有Ｉ２Ｃ總線接口的從器件對待，器件地址為１００１Ａ２Ａ１Ａ０Ｒ／Ｗ，通過Ａ２Ａ１Ａ０編碼，一次可控制最多８片ＤＳ１６２１，完成８點溫度采樣。寫入和讀出數據格式和時序完成按串行通訊接口規(guī)范，ＳＣＬ和ＳＤＡ線滿足串口通訊啟動條件，ＭＰＵ發(fā)出器件地址字節(jié)，其中Ｒ／Ｗ決定讀／寫方向。ＭＰＵ發(fā)出ＤＳ１６２１的命令字，ＤＳ１６２１發(fā)出ＡＣＫ信號，之后為從器件的數據字節(jié)，主器件的ＡＣＫ信號，……，最后為串口通訊結束條件，完成一次數據通訊。
DS1621的命令集包含下述8個命令字：
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DONE |
THF |
TLF |
NVB |
1 |
0 |
PCL |
1SHOT |
●讀溫度命令［ＡＡｈ］
該命令讀出最近一次溫度轉換的結果。ＤＳ１６２１將送出兩字節(jié)數據：第一字節(jié)為８位二進制溫度值（攝氏溫度），該數據以二進制補碼形式給出，其中最高位為溫度符號位（０為高于０℃，１為低于０℃），第二字節(jié)最高位為精度位（０為０．０℃，１為０．５℃），其余位不用。
●讀寫ＴＨ寄存器命令［Ａ１ｈ］
若Ｒ／Ｗ為０，該命令寫入高溫寄存器ＴＨ，之后ＭＰＵ發(fā)出兩字節(jié)溫度上限值以確定ＤＳ１６２１的恒溫上限；若Ｒ／Ｗ為１，ＤＳ１６２１送出兩字節(jié)的ＴＨ寄存器值。
●讀寫ＴＬ寄存器命令［Ａ２ｈ］
若Ｒ／Ｗ為０，該命令寫入低溫寄存器ＴＬ，之后ＭＰＵ發(fā)出兩字節(jié)溫度下限值以確定ＤＳ１６２１的恒溫下限；若Ｒ／Ｗ為１，ＤＳ１６２１送出兩字節(jié)的ＴＬ寄存器值。
●讀寫設置命令［ＡＣｈ］
若Ｒ／Ｗ為０，該命令寫入設置／狀態(tài)寄存器，之后ＭＰＵ發(fā)出一字節(jié)設置／狀態(tài)寄存器值以確定ＤＳ１６２１的工作方式；若Ｒ／Ｗ為１，ＤＳ１６２１送出設置／狀態(tài)寄存器值。
●讀計數器命令［Ａ８ｈ］
該命令只在Ｒ／Ｗ為１時有效，發(fā)出命令后，ＤＳ１６２１送出計數器計數值ＣＯＵＮＴ＿ＲＥＭＡＩＮ。
●讀斜率命令［Ａ９ｈ］
該命令只在Ｒ／Ｗ為１時有效，發(fā)出命令后，ＤＳ１６２１送出用于溫度補償的斜率計數器值，即前面提到的每攝氏度計數值ＣＯＵＮＴ＿ＲＥＲ桟。
●開始溫度轉換命令［ＥＥｈ］
該命令啟動溫度轉換，無需更多數據。在一次工作方式下，該命令啟動轉換，ＤＳ１６２１完成之后保持空閑；在連續(xù)工作方式下，該命令啟動ＤＳ１６２１連續(xù)進行溫度轉換。
●結束溫度轉換命令［２２ｈ］
該命令結束溫度轉換，無需更多數據。在連續(xù)工作方式下，該命令停止ＤＳ１６２１的溫度轉換，之后ＤＳ１６２１保持空閑直到ＭＰＵ發(fā)出新的開始溫度轉換命令來繼續(xù)溫度轉換。
通過該命令集可以看出，ＤＳ１６２１既可以作為獨立的恒溫控制器單獨工作（利用命令Ａ１ｈ、Ａ２ｈ、ＡＣｈ），也可以進行實時的溫度測量（利用命令ＡＡｈ、ＡＣｈ、ＥＥｈ、２２ｈ，精度為０．５℃），還可配合命令Ａ８ｈ、Ａ９ｈ，通過軟件計算得到更高的溫度精度，計算公式為：
Ｔ＝ＴＲ－０．２５＋［（Ｎ－Ｍ）／Ｎ］
式中，Ｔ２為讀出溫度值，Ｎ為計數器計數值ＣＯＵＮＴ＿ＲＥＲ＿Ｃ，Ｍ為每攝氏度計數值ＣＯＵＮＴ＿ＲＥＭＡＩＮ。
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圖２給出了一個多點測溫的應用實例，圖ＭＰＵ為ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴ８９Ｃ２０５１－２４ＰＣ，帶８片ＤＳ１６２１，整個系統供電電壓為３Ｖ。
系統中由Ｐ１．７和Ｐ１．６擔當ＳＤＡ和ＳＣＬ，利用軟件形成串口通訊時序，程序循環(huán)讀出０００、００１、…、１１１八片ＤＳ１６２１的測溫值并存儲。圖３給出系統的軟件流程圖。
由應用實例可看出，利用單片機和多片ＤＳ１６２１可以很容易地構成一個低電壓低功耗的多點數字測溫系統，該系統可應用于大多數應用場合，且能得到較高的測溫精度。
歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網（www.udpf.com.cn）
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