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。數字接口電路簡單，與I2C總線兼容，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

⊕.數據的讀出和寫入通過一個2-線(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在測量溫度時使用了獨有的在線溫度測量技術。它通過在一個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鐘脈沖的計數值的計算來測量溫度。DS1624在計數器中預置了一個初值,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增加，從而表明溫度高于-55℃。

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

通過改變增加的每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通過這些計算可以得到0.03125℃的精度，溫度輸出為13位，在發出讀溫度值請求后還會輸出兩位補償值。表2給出了所測的溫度和輸出數據的關系。這些數據可通過2線制串行口連續輸出，MSB在前，LSB在后。

表2　溫度與輸出數據關系表

由于數據在總線上傳輸時MSB在前，所以DS1624讀出的數據可以是一個字節(分辨率為1℃)，也可以是兩個字節，第二個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。主器件在發送開始信號之后，主器件首先發送寫控制字節1001A2A1A00，主器件接收到DS1624應答之后，發送訪問存儲器的指令(17H)，收到DS1624的應答之后，接著發送字地址將被被寫入到DS1624的地址指針。這時DS1624發送應答信號之后，主器件并沒有發送停止信號，而是重新發送START開始信號，接著又發送讀控制字節1001A2A1A01，主器件接收到DS1624應答之后，開始接收DS1624送出來的數據，主器件每接收完一個字節的數據之后，都要發送一個應答信號給DS1624，直到主器件發送一個非應答信號或停止條件來結束DS1624的數據發送過程。

DS1624的指令集

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

訪問存儲器指令[17H]：該指令是對DS1624的EEPROM進行訪問，發送該指令之后，下一個字節就是被訪問存儲器的字地址數據。

訪問設置寄存器指令[ACH]：如果R/W位置0，將寫入數據到設置寄存器。發出請求后，接下來的一個字節被寫入。 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]：即讀出最后一個測溫結果。DS1624產生兩個字節，即為寄存器內的結果。

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

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。此命令可用來停止連續測溫模式。發出請求后，當前溫度測量結束，然后DS1624保持閑置狀態。直到下一個開始測溫的請求發出才繼續進行連續測量。

表5　主機對DS1624寫操作通信格式