數(shù)字溫度計(jì)和控溫器DS1625DigitalThermometerandThermostatDS1625LiNing

摘要：DS1625是美國(guó)DALLAS公司出品的數(shù)字溫度計(jì)和控溫器。用戶(hù)可自行設(shè)定溫度報(bào)警的上下限，具有較強(qiáng)的溫度控制功能。可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控溫系統(tǒng)、消費(fèi)產(chǎn)品、溫度計(jì)以及其它溫度測(cè)控系統(tǒng)。文中介紹了該芯片的主要特性和工作原理。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/255645.htm

關(guān)鍵詞：溫度計(jì)；控溫器；串行接口；DS1625

1．概述

DS1625是美國(guó)DALLAS公司研制的數(shù)字溫度計(jì)和控溫器。它可輸出9位溫度值，當(dāng)所測(cè)溫度超過(guò)用戶(hù)設(shè)定的溫度上限時(shí)，測(cè)溫報(bào)警端輸出有效報(bào)警電平，直到溫度降低到低于用戶(hù)設(shè)定的溫度下限。由于DS1625存在一定的時(shí)間滯后，因而它有較強(qiáng)的抗干擾能力。在DS1625嵌入系統(tǒng)之前，用戶(hù)即可設(shè)定溫度的上下限，而且時(shí)間是非易失性的。另外，DS1625的溫度設(shè)定及讀寫(xiě)操作均可通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的2線(xiàn)制串行接口來(lái)完成。

DS1625具有如下特點(diǎn)：

·測(cè)量溫度不需外部元件；

·測(cè)溫范圍為-55℃～+125℃，分辨率為0.5℃；

·溫度值以9位二進(jìn)制數(shù)輸出（以?xún)勺止?jié)的格式傳輸）；

·完成一次測(cè)溫僅需500ms；

·溫度的上下限可以由用戶(hù)設(shè)定，而且是非易失性的；

·數(shù)據(jù)的輸入輸出均可借助于一個(gè)簡(jiǎn)單的2線(xiàn)制串行接口來(lái)完成（開(kāi)漏I/O線(xiàn)）；

·采用8腳DIP或SOIC封裝。

DS1625的極限參數(shù)如下：

任意腳對(duì)地的電壓：-0.5～+0.7V；

工作溫度范圍：-55～+125℃;

存儲(chǔ)溫度：-55～+125℃；

焊接溫度：持續(xù)10秒時(shí)，小于260℃；

2．引腳功能

圖1所示為DS1625的引腳排列圖。各引腳的功能如下：

SDA：2線(xiàn)制串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端；

SCL：2線(xiàn)制連續(xù)時(shí)鐘端；

:控溫信號(hào)輸出端；

A0～A2：地址輸入端；

:電源；

GND：接地端。

3．工作原理

3．1溫度測(cè)量

DS1625在測(cè)量溫度時(shí)使用了專(zhuān)有的在線(xiàn)溫度測(cè)量技術(shù)。它通過(guò)計(jì)算在一個(gè)由對(duì)溫度高度敏感的振蕩器決定的計(jì)數(shù)周期內(nèi)對(duì)溫度低敏感的振蕩器時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)值來(lái)測(cè)量溫度。DS1625在計(jì)數(shù)器中預(yù)置了一個(gè)初值，它相當(dāng)與-55℃，如果計(jì)數(shù)調(diào)期結(jié)束之前計(jì)數(shù)器達(dá)到0，已預(yù)置了此初值的溫度寄存器中的數(shù)字就會(huì)增加，從而表明溫度高于-55℃。

與此同時(shí)，計(jì)數(shù)器斜波累加電路被重新預(yù)置一個(gè)值，然后計(jì)數(shù)器重新對(duì)時(shí)鐘計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)值為0。

通過(guò)改變?cè)黾拥拿?/span>1℃內(nèi)的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，斜波累加電路可以補(bǔ)償振蕩器的非線(xiàn)性誤差，以提高精度，任意溫度下計(jì)數(shù)器的值和每一斜波累加電路的值對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)次數(shù)須為已知。

DS1625通過(guò)這些計(jì)算可以得到0.5℃的精度，溫度輸出為9位，在發(fā)出讀溫度值請(qǐng)求后還會(huì)輸出兩位償值。表1給出了所測(cè)溫度和輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系。這些數(shù)據(jù)可通過(guò)2線(xiàn)制串行口連續(xù)輸出，MSB在前，LSB在后。

由于數(shù)據(jù)在總線(xiàn)上傳輸時(shí)MSB在前，所以DS1625讀出的數(shù)據(jù)可以是一個(gè)字節(jié)（分辨率為1℃），也可以是兩個(gè)字節(jié)，第二個(gè)字節(jié)包含的最低位為0.5℃。

圖2所示是DS1625的測(cè)溫電路的原理方框圖。

3．2控溫操作

在把DS1625用作一個(gè)帶有可編程遲滯的控溫器來(lái)使用時(shí)，當(dāng)DS1625的溫度達(dá)到或超過(guò)寄存器中存儲(chǔ)的溫度上限時(shí)，輸出高電平，直到溫度低于。此外，DS1625可以獲得任意量的遲滯，從而提高了器件的抗干擾能力。輸出的有效電平是由用戶(hù)來(lái)設(shè)定的。

因此，在進(jìn)行控溫操作時(shí)必須先設(shè)定和寄存器的溫度上下限，而且，為了顯示測(cè)溫過(guò)程的狀態(tài)以及確定的具體應(yīng)用DS1625時(shí)要采用的模式，還需用一個(gè)設(shè)置/狀態(tài)寄存器。

設(shè)置/狀態(tài)寄存器的定義如下：

以下是設(shè)置/狀態(tài)寄存器各部分的功能：

DONE：轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志位。1表示轉(zhuǎn)換完成，0表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。

THF：上限溫度標(biāo)志位。當(dāng)溫度達(dá)到或超過(guò)時(shí)，此位為1。除非寫(xiě)入0或器件斷電，否則它將一直保持為1。

THL：下限溫度標(biāo)志位。當(dāng)溫度低于或等于時(shí)，此位為1。除非寫(xiě)入0或器件斷電，否則它保持為1。

NVB：非易失性存儲(chǔ)忙標(biāo)志位。1表示正在進(jìn)行向EEPROM存儲(chǔ)單元中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，0表示此過(guò)程不在進(jìn)行中。完成寫(xiě)入EEPROM過(guò)程需10ms。

POL：有效輸出電平極性位。1為高電平有效，0為低電平有效。此位為非易失性。

1SHOT：工作模式選擇位。DS1625在接到開(kāi)始測(cè)溫請(qǐng)求后，若此位為1，則工作在單次工作模式，完成一次測(cè)溫操作；若此位為0，將進(jìn)行連續(xù)測(cè)溫。

對(duì)于一般的控溫操作，DS1625采用連續(xù)測(cè)溫模式。但在某些時(shí)候，只需完成一次測(cè)溫或者為了節(jié)約電源功耗，可采用單次測(cè)量模式。注意，采用單次測(cè)溫模式時(shí)，控溫輸出保持它在測(cè)完最后一個(gè)有效溫度時(shí)的狀態(tài)。

DS1625支持2線(xiàn)制串行總線(xiàn)和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。定義在總線(xiàn)上發(fā)送數(shù)據(jù)的器件為發(fā)送器，接收數(shù)據(jù)的器件為接收器，控制信息傳輸?shù)臑橹髌骷?，被信息控制的為從器件?？偩€(xiàn)必須由產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號(hào)的主器件來(lái)控制，它控制總線(xiàn)工作并產(chǎn)生啟動(dòng)和終止發(fā)送條件。DS1625作為2線(xiàn)制串行總線(xiàn)上的從器件，通過(guò)開(kāi)漏I/O線(xiàn)SDA和SCL與總線(xiàn)相連。圖3給出了DS1625在2線(xiàn)制數(shù)據(jù)總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)傳輸方式。

3．3指令集

數(shù)據(jù)和控制信息的寫(xiě)入讀出是以圖3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DS1625）的地址，同時(shí)位置0。接收到響應(yīng)位后，總線(xiàn)上的主器件發(fā)出一個(gè)命令地址，DS1625接收此地址后，產(chǎn)生響應(yīng)位，主器件就向它發(fā)送數(shù)據(jù)。如果要對(duì)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(fù)的啟動(dòng)條件和命令字節(jié)，此時(shí)位為1，讀操作開(kāi)始。下面對(duì)它們的命令進(jìn)行說(shuō)明。

讀溫度值[AAh]：即讀出最后一個(gè)測(cè)溫結(jié)果。DS1625產(chǎn)生兩個(gè)字節(jié)，即為寄存器內(nèi)的結(jié)果。

訪(fǎng)問(wèn)TL[A1h]：如果位置0，將寫(xiě)入數(shù)據(jù)到設(shè)置寄存器。發(fā)出請(qǐng)求后，接下來(lái)的兩個(gè)字節(jié)被寫(xiě)入DS1625，以設(shè)置輸出的上限溫度。如果位置1，將讀出存在寄存器中的值。

訪(fǎng)問(wèn)TL[A2h]：如果位置0，將寫(xiě)入數(shù)據(jù)到TL寄存器。發(fā)出請(qǐng)求后，接下來(lái)的兩個(gè)字節(jié)寫(xiě)入DS1625，即設(shè)置輸出的下限溫度。如果位置1，將讀出存在寄存器中的值。

訪(fǎng)問(wèn)設(shè)置寄存器[ACh]：如果位置0，將寫(xiě)入數(shù)據(jù)到設(shè)置寄存器。發(fā)出請(qǐng)求后，接下來(lái)的一個(gè)字節(jié)被寫(xiě)入。如果位置1，將讀出存在寄存器中的值。

開(kāi)始測(cè)溫[EEh]：此命令將開(kāi)始一次溫度的測(cè)量，不需再輸入數(shù)據(jù)。在單次測(cè)量模式下，可在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的同時(shí)使DS1625保持閑置狀態(tài)。在連續(xù)模式下，將啟動(dòng)連續(xù)測(cè)溫。

停止測(cè)溫[22h]：該命令將停止溫度的測(cè)量，不需再輸入數(shù)據(jù)。此命令可用來(lái)停止連續(xù)測(cè)溫模式。發(fā)出請(qǐng)求后，當(dāng)前溫度測(cè)量結(jié)束，然后DS1625保持閑置狀態(tài)。直到下一個(gè)開(kāi)始測(cè)溫的請(qǐng)求發(fā)出才繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。

3．結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了數(shù)字溫度計(jì)和控溫器DS1625的主要性能和工作原理。用戶(hù)可靈活設(shè)定它的溫度上下限。因此，DS1625可用來(lái)控溫或應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)產(chǎn)品、溫度計(jì)及其它溫度測(cè)控系統(tǒng)。

　

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