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新型温度计DS1820与8031多路测温接口

新型温度计DS1820与8031多路测温接口

点击数:7646 次   录入时间:03-04 11:58:51   整理:http://www.55dianzi.com   传感-检测-采集电路

  新兴的IC温度传感器测温范围一般为-50~125℃,例如AD500、LM334等。这段范围的温度与人类生产和生活有着最为密切和直接的关系,因而这些传感器广泛地应用于各种多路温度监控系统以及温度补偿电路中。若从稳定性、一致性、易标定等因素来考虑,测温传感器应优选铂电阻;但在由铂电阻作传感器的多路检测系统中,有一些固有的比较棘手的问题需要认真解决。铂热电阻的阻值随温度变化较小,而工业环境中,现场与测控室都有相当距离,必须解决长引线电阻造成的误差,通常采用三线制或四线制来自动补偿。在多路情况下,这些引线,包括电流引线和电压引线,都要通过多路模拟开关来切换,模拟开关的引入必须保证原线制的有效。这些长引线、端子和模拟开关以及相应的控制电路的数量都是很可观的。为了得到良好的线性转换关系,需要给铂电阻提供一个良好的恒流源。为了提高精度,扩大测量范围,在A/D转换前还要将信号加以放大并进行零点迁移。因而一个高稳定性、高精度的放大电路是必需的。只有解决好上述每一个环节,才有可能实现多路高精度测温。使用AD590等两端IC元件有利于减小引线和通道切换用控制电路等的数量,但不能根本改变这种情况。
  
  DALLAS公司近年来推出了系列接触存储器,其中包括用于测温的DS1820 (DS1920)。这些器件的使用,使上述情况有了根本的改观。DS1820使用了在板(on-board)专利技术来测量温度,全部传感器及各种数字转换电路都被集成在一起。其中DS1820采用塑封,外形如一只三极管,DS1820S制成8脚双列直插芯片。

      从下图可见,多个DS1820只须并联在三(或两)线上,而CPU只用一根端口线就可与诸多的DS1820实行通信。它们都能用简单的程序得到自动识别,这样就节省了大量的引线和控制通道切换的逻辑电路。由于传送的是串行数据,放大器和A/D转换器也统统被省却。可以说,由于这种崭新测温方式的引入,给传统的测温接口电路带来了一场变革。
  
  有关DS18 20的详细资料可见使用手册。鉴于这类新器件投入市场不久,鲜有实用资料参考,我们在使用经验的基础上,着重给出其与8031接口的最基本的初始化及读/写子程序,并结合时序图加以说明注释。
  
  一、DS1820芯片的性能
  
  ①独特的单线接口,只需1个接口引脚;②无需外部元件;③无需备份电源;④可用数据线供电(寄生电源方式);⑤测量范围为-55~+125℃,增量值0.5℃;⑥可以读内部计数器,获得较高的分辨率;⑦以9位数字值方式读出温度;⑧在Is(典型值)内把温度变换为数字;⑨以单信号线实现多点温度测量。
  
  二、DS1820工作过程及时序
  
  DS1820工作过程中的协议如下:初始化;ROM操作命令;存储器操作命令;处理数据。
  
  1.初始化
  
  单总线上的所有处理均从初始开始。
  
  2.ROM操作命令
  
  总线主机检测到DS1820的存在,便可以发出ROM操作命令之一。这些命令如下:

ROM操作命令

  3.存储器操作命令

存储器操作命令
  
  4.时序
  
  主机使用时间隙( time slots)来读/写DS1820的数据位和命令字的位。

  (1)初始化
  
  时序见下图。主机总线t0时刻发送一复位脉冲(最短400 μs低电平信号);接着在“时刻释放总线并进入接收状态;DS1820在检测到总线的上升沿之后,等待15~60 μs;接着在t2时刻发出存在脉冲(60~240 μs),如图中虚线所示。

初始化时序
  
  (2)写时间隙
  
  当主机总线t0时刻从高拉至低电平时,就产生写时间隙,见图3 60和图3 - 61。从t0时刻开始15 μs之内,应将所须写的位写到总线上,DS1820在to后15~60 μs间对总线采样。若低电平,写入的位是0,见下图1;若高电平,写入的位是1,见下图2,连续写2位间的间隙应大于1 μs。

写时间隙
  
  (3)读时间隙
  
  读时序见下图,主机总线t0时刻从高拉至低电平时,总线只须保持低电平1 μS。之后在t1时刻将总线拉高,产生读时间隙。读时间隙在T1时刻后t2时刻前有效。t2距t0为15 μs,也就是说,t2时刻前主机必须完成读位,并在t0后的60~120 μs释放总线。

读时间隙




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