数字温度测控芯片DS1620的应用
数字温度测控芯片DS1620的应用 关键词：DS1620 温度传感器 三线串行接口 热继电器 引 言 1 概 述 DS1620是Dallas公司推出的数字温度测控器件。2.7~ 5.0V供电电压， 测量温度范围为-55~+125℃，9位数字量表示温度值，分辨率为0.5℃。在0~+70℃ 精确度为0.5℃， -40~0℃和+70~+85℃精确度为1℃，-55~-40℃和+85~ +125℃精 确度为2℃。TH和TL寄存器中的温度报警限设定值存放在非易失性存储器中，掉 电后不会丢失。通过三线串行接口，完成温度值的读取和TH、TL的设定。
2 引脚功能说明 DS1620采用8脚DIP封装或8脚SOIC封装。引脚排列如图1所示，引脚 功能说明如表1所列。
表1 DS1620引脚功能说明 功 能 3 温度值数据格式 DS1620的温度值为9位数字量，数据用补码表示，最低位表示0.5℃。
几个典型温度的数字量如表2所列。通过三线传送数据时，低位在前，高位在后。
DS1620读出或写入的温度数据值可以是9位的字（在第9位后将置为低电平）， 也可以作为两个8位字节的16位字。这时高7位为无关位。这种方式在8位单片机 中处理是比较方便的。
4 操作和控制 控制/状态寄存器用于决定DS1620在不同场合的操作方式，也指示温 度转换时的状态。控制/状态寄存器的定义如下。
DONE：温度转换完标志。“1”转换完成，“0”转换进行中。THF：温度过高标志。温度高于或等于TH寄存器中的设定值时变为“1”。
当THF为“1”后，即使温度降到TH以下，THF值也仍为“1”。可以通过写入“0”或 断开电源来清除这个标志。
TLF：温度过低标志。温度低于或等于TL寄存器中的设定值时变为“1”。
当TLF为“1”后，即使温度升高到TL以上，TLF值也仍为“1”。可以通过写入“0” 或断开电源来清除这个标志。
NVB：非易失性存储器忙标志。“1”表示正在向存储器中写入数据；
“0” 表示存储器不忙。写入存储器要10ms时间。
CPU：CPU使用标志。“1”表示使用CPU，DS1620和CPU通过三线制进行 数据传输；
“0”表示不使用CPU，当不使用CPU时， 接低电平，CLK/作为转换控 制使用。这一位存放在非易失存储器中，允许至少 50 000次写操作。
1SHOT：一次突发模式。“1”时按转换协议进行一次转换；
“0”时连续转换。
这一位存放在非易失性存储器中，允许至少50 000次写操作。
DS1620有两种操作模式。
表2 DS1620的几个典型温度和数字量对应关系 (1)单独工作模式 在这种工作模式下，DS1620作为热继电器使用，常用连续转换方式， 可在没有CPU参与下工作。预先必须写入控制寄存器操作模式和TH、TL寄存器 的温度设定值，CLK/用作转换开始控制端。要注意：这种工作模式下，控制/状 态寄存器的CPU标志位必须设为“0”。为了使CLK/作转换控制，必须为低电平。
如果CLK/被拉低，且在10ms以内置高，则产生一次转换；
如果CLK/保持低，则 DS1620连续进行转换。当CPU为“0”时，转换由CLK/控制，而不受1SHOT控制位 的限制。
DS1620有三个温度触发控制端。当DS1620的温度高于或等于TH寄存 器设定值时，THIGH输出为高电平；
当温度低于或等于TL寄存器设定值时， TLOW输出高电平；
当温度高于TH寄存器设定值时，TCOM输出为高电平，直到 温度下降到TL寄存器设定值以下时才会变为低电平。三个温度触发控制端的输 出特性如图2所示。(2)三线串行通信模式 三线制由三个信号线组成：（复位）、CLK（时钟）和DQ（数据）。
数据传输在由低电平变为高电平后开始。在数据传输过程中，使变为低电平会终 止数据传输。时钟由一序列上升沿和下降沿组成。DS1620输入、输出数据时， 都必须是上升沿数据有效。读写数据时低位在前，高位在后。DS1620的三线制 操作时序如图3所示。
从时序图可知，三线制的操作大部分是命令字在前，数据在后（部分 命令后不需要数据）。下面是DS1620的几个主要命令字：
开始转换[EEh] 开始转换温度，后面不需要有其它 数据；
读温度[AAh] 读出最后一次温度转换的结果，后 面的9个脉冲输出9位温度值；
读配置寄存器[0Ch] 命令后的连续8个脉冲读出配 置寄存器的内容；
写配置寄存器[ACh] 命令后的连续8个脉冲写入配 置寄存器新的内容；
写TH寄存器[01h] 命令后的连续9个脉冲写入TH 寄存器9位温度高限设定值；
写TL寄存器[02h] 命令后的连续9个脉冲写入TL 寄存器9位温度低限设定值；
读TH寄存器[A1h] 命令后的连续9个脉冲读出TH 寄存器9位温度高限设定值；
读TL寄存器[A2h] 命令后的连续9个脉冲读出TL 寄存器9位温度低限设定值。
5 应用实例 5.1 无CPU参与下的应用 DS1620有三个温度触发输出，都可作为温控端使用，用于控制加热 或制冷装置。在设置控制/状态寄存器以及TH和TL寄存器内容后，DS1620可在脱 离CPU的情况下单独作温控器使用。图4是用THIGH作控制的应用实例。当环境 温度高于TH寄存器的温度设定值后，THIGH输出为高，2N7000导通，启动风扇 散热；
当环境温度低于TH寄存器的设定值后，THIGH输出为低电平，2N7000截 止，风扇停转。
5.2 有CPU参与下的应用 (1)硬件连线 图5是用AT89C51单片机作CPU来操作DS1620的。单片机的P1口连接 DS1620的三线通信接口：P1.1接DQ，P1.2接CLK/，P1.3接。
(2)程序设计 程序采用C51编制，在KEIL C V6.20下调试通过。本刊网络补充版 （http://www.dpj.com.cn）中，给出操作DS1620的几个主要子函数。
DS1620SetConf(unsigned char val)用于配置控制/状态寄存器的内容；
用 DS1620startConv(void)开始进行温度转换；
用DS1620ReadConf(void)返回控制/状 态寄存器内容；
可查寻DONE位来判断是否转换完成，转换完成后用 DS1620read(void)读出转换的温度值。也可采用软件延时方式，在开始转换后延 时1s以上，再读转换的温度数据值。
6 小 结 DS1620的外围接线简单，使用灵活。使用时请注意它的测量范围及 精度能否满足要求。用作热继电器使用时必须写入控制寄存器操作模式和TH、 TL寄存器的温度设定值。