1、34 帶有存儲(chǔ)器功能的數(shù)字溫度計(jì)DS1624技術(shù)應(yīng)用1 DS1624基本原理DS1624是美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的集成了測(cè)量系統(tǒng)和存儲(chǔ)器于一體的芯片。數(shù)字接口電路簡(jiǎn)單，與I2C總線兼容，且可以使用一片控制器控制多達(dá)8片的DS1624。其數(shù)字溫度輸出達(dá)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(yīng)用系統(tǒng)。（1） DS1624基本特性無(wú)需外圍元件即可測(cè)量溫度 測(cè)量范圍為55125，精度為0.03125 測(cè)量溫度的結(jié)果以13位數(shù)字量（兩字節(jié)傳輸）給出 測(cè)量溫度的典型轉(zhuǎn)換時(shí)間為1秒 集成了256字節(jié)的E2PROM非易性存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)的讀出和寫入通過一個(gè)2線（I2C

2、）串行接口完成 采用8腳DIP或SOIC封裝，如圖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(jié)構(gòu)圖如圖4.34.2所示：（3） DS1624工作原理溫度測(cè)量圖4.34.3是溫度測(cè)量的原理結(jié)構(gòu)圖圖溫度測(cè)量的原理結(jié)構(gòu)圖DS1624在測(cè)量溫度時(shí)使用了獨(dú)有的在線溫度測(cè)量技術(shù)。它通過在一個(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)值的計(jì)算來(lái)測(cè)量溫度。DS1624在計(jì)數(shù)器中預(yù)置了一個(gè)初值,它相當(dāng)于55。如果計(jì)數(shù)周期結(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)器斜坡累加電路被重新

3、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。通過改變?cè)黾拥拿?內(nèi)的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，斜坡累加電路可以補(bǔ)償振蕩器的非線性誤差，以提高精度，任意溫度下計(jì)數(shù)器的值和每一斜坡累加電路的值對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)次數(shù)須為已知。DS1624通過這些計(jì)算可以得到0.03125的精度，溫度輸出為13位，在發(fā)出讀溫度值請(qǐng)求后還會(huì)輸出兩位補(bǔ)償值。表2給出了所測(cè)的溫度和輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系。這些數(shù)據(jù)可通過2線制串行口連續(xù)輸出，MSB在前，LSB在后。表2溫度與輸出數(shù)據(jù)關(guān)系表溫度數(shù)字量輸出（二進(jìn)制）數(shù)字量輸出（十六進(jìn)制）1250111，1101，0000，00007D00H25.06250001，1001，0001，0000191

4、0H0.50000，0000，1000，00000080H00000，0000，0000，00000000H-0.51111，1111，1000，0000FF80H-25.06251110，0110，1111，0000E6F0H-551100，1001，0000，0000C900H由于數(shù)據(jù)在總線上傳輸時(shí)MSB在前，所以DS1624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0.03125。表2是13位溫度寄存器中存儲(chǔ)溫度值的數(shù)據(jù)格式高八位字節(jié)低八位字節(jié)SB14B13B12B11B10B9B8B7B6B5B4B3000表3溫度值的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式其中 S為符號(hào)位

5、，當(dāng)S0時(shí)，表示當(dāng)前的測(cè)量的溫度為正的溫度；當(dāng)S1時(shí)，表示當(dāng)前的測(cè)量的溫度為負(fù)的溫度。B14B3為當(dāng)前測(cè)量的溫度值。最低三位被設(shè)置為0。DS1624工作方式DS1621的工作方式是由片上的配置/狀態(tài)寄存器來(lái)決定的，如表4，該寄存器的定義如下：表4配置/狀態(tài)寄存器格式DONE1001011SHOT其中DONE為轉(zhuǎn)換完成位，溫度轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)置1，正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)為0；1SHOT為溫度轉(zhuǎn)換模式選擇。1SHOT為1時(shí)為單次轉(zhuǎn)換模式，DS1624在收到啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換命令EEH后進(jìn)行一次溫度轉(zhuǎn)換。1SHOT為0時(shí)為連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，此時(shí)DS1624將連續(xù)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，并將最近一次的結(jié)果保存在溫度寄存器中。該位為非易

6、失性的。片內(nèi)256字節(jié)存儲(chǔ)器操作控制器對(duì)DS1624的存儲(chǔ)器編程有兩種模式：一種是字節(jié)編程模式，另一種是頁(yè)編程模式。在字節(jié)編程模式中，主控制器發(fā)送地址和一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)到DS1624。在主器件發(fā)出開始（START）信號(hào)以后，主器件發(fā)送寫控制字節(jié)即1001A2A1A00（其中R/W控制位為低電平“0”）。指示從接收器被尋址，DS1624接收后應(yīng)答，再由主器件發(fā)送訪問存儲(chǔ)器指令（17H）后，DS1624接收后應(yīng)答，接著由主器件發(fā)送的下一個(gè)字節(jié)字地址將被寫入到DS1624的地址指針。主器件接收到來(lái)自DS1624的另一個(gè)確認(rèn)信號(hào)以后，發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)，并寫入到尋址的存儲(chǔ)地址。DS1624再次發(fā)出確認(rèn)信號(hào)，同

7、時(shí)主器件產(chǎn)生停止條件STOP，啟動(dòng)內(nèi)部寫周期。在內(nèi)部寫周期DS1624將不產(chǎn)生確認(rèn)信號(hào)。在頁(yè)編程模式中，如同字節(jié)寫方式，先將控制字節(jié)、訪問存儲(chǔ)器指令（17H）、字地址發(fā)送到DS1624，接著發(fā)N個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，其中以8個(gè)字節(jié)為一個(gè)頁(yè)面。主器件發(fā)送不多于一個(gè)頁(yè)面字節(jié)的數(shù)據(jù)字節(jié)到DS1624，這些數(shù)據(jù)字節(jié)暫存在片內(nèi)頁(yè)面緩存器中，在主器件發(fā)送停止信號(hào)以后寫入到存儲(chǔ)器。接收每一個(gè)字節(jié)以后，低位順序地址指針在內(nèi)部加1。高位順序字地址保持為常數(shù)。如果主器件在產(chǎn)生停止條件以前要發(fā)送多于一頁(yè)字的數(shù)據(jù)，地址計(jì)數(shù)器將會(huì)循環(huán)，并且先接收到的數(shù)據(jù)將被覆蓋。像字節(jié)寫操作一樣，一旦停止條件被接收到，則內(nèi)部寫周期將開始。存儲(chǔ)器

8、的讀操作在這種模式下，主器件可以從DS1624的EEPROM中讀取數(shù)據(jù)。主器件在發(fā)送開始信號(hào)之后，主器件首先發(fā)送寫控制字節(jié)1001A2A1A00，主器件接收到DS1624應(yīng)答之后，發(fā)送訪問存儲(chǔ)器的指令（17H），收到DS1624的應(yīng)答之后，接著發(fā)送字地址將被被寫入到DS1624的地址指針。這時(shí)DS1624發(fā)送應(yīng)答信號(hào)之后，主器件并沒有發(fā)送停止信號(hào)，而是重新發(fā)送START開始信號(hào)，接著又發(fā)送讀控制字節(jié)1001A2A1A01，主器件接收到DS1624應(yīng)答之后，開始接收DS1624送出來(lái)的數(shù)據(jù)，主器件每接收完一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)之后，都要發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)給DS1624，直到主器件發(fā)送一個(gè)非應(yīng)答信號(hào)或停止條

9、件來(lái)結(jié)束DS1624的數(shù)據(jù)發(fā)送過程。DS1624的指令集數(shù)據(jù)和控制信息的寫入讀出是以表5和表6所示的方式進(jìn)行的。在寫入信息時(shí)，主器件輸出從器件(即DS1624)的地址，同時(shí)R/W位置0。接收到響應(yīng)位后，總線上的主器件發(fā)出一個(gè)命令地址，DS1624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)R/W位為1，讀操作開始。下面對(duì)它們的命令進(jìn)行說明。訪問存儲(chǔ)器指令17H：該指令是對(duì)DS1624的EEPROM進(jìn)行訪問，發(fā)送該指令之后，下一個(gè)字節(jié)就是被訪問存儲(chǔ)器的字地址數(shù)據(jù)。訪問設(shè)置寄存器指令A(yù)CH：如果R/W位置

10、0，將寫入數(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A(yù)AH：即讀出最后一個(gè)測(cè)溫結(jié)果。DS1624產(chǎn)生兩個(gè)字節(jié)，即為寄存器內(nèi)的結(jié)果。開始測(cè)溫指令EEH：此命令將開始一次溫度的測(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DS1624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)溫指令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DS1624保持閑置狀態(tài)。直到下一個(gè)開始測(cè)溫的請(qǐng)求發(fā)出才繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。表5主機(jī)對(duì)DS1624寫操作通信格式I2C通信

11、開始主器件發(fā)送控制字節(jié)（DS1624地址和寫操作）DS1624應(yīng)答主器件發(fā)送訪問DS1624的指令DS1624應(yīng)答主器件發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)DS1624應(yīng)答I2C通信停止表6主機(jī)對(duì)DS1624讀操作通信格式I2C通信開始主器件發(fā)送控制字節(jié)（DS1624地址和寫操作）DS1624應(yīng)答主器件發(fā)送訪問DS1624的指令DS1624應(yīng)答I2C通信開始主器件發(fā)送控制字節(jié)（DS1624地址和讀操作）DS1624應(yīng)答數(shù)據(jù)字節(jié)0主機(jī)應(yīng)答數(shù)據(jù)字節(jié)1主機(jī)非應(yīng)答I2C通信停止2 實(shí)驗(yàn)任務(wù)用一片DS1624完成本地?cái)?shù)字溫度的測(cè)量，并通過8位數(shù)碼管顯示出測(cè)量的溫度值。其硬件電路圖如圖4.34.4所示3 電路原理圖4 系統(tǒng)板上

12、硬件連線（1） 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0P0.7用8芯排線連接到“動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ABCDEFGH端子上。（2） 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P2.0P2.7用8芯排線連接到“動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。（3） 把DS1624芯片插入到“二線總線模塊”區(qū)域中的8腳集成座上，注意芯片不插反。（4） 把“二線總線模塊”區(qū)域中的PIN1 PIN2分別用導(dǎo)線連接到“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.6和P1.7端子上。（5） 把“二線總線模塊”區(qū)域中的PIN4 PIN5PIN6分別用導(dǎo)線連接到“電源模塊”區(qū)域中的GND端子上。5 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 由于DS1624

13、是I2C總線結(jié)構(gòu)的串行數(shù)據(jù)傳送，它只需要SDA和SCL兩根線完成數(shù)據(jù)的傳送過程。因此，我們?cè)谶M(jìn)行程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，也得按著I2C協(xié)議來(lái)對(duì)DS1624芯片數(shù)據(jù)訪問。有關(guān)I2C協(xié)議參看有關(guān)資料，這里不詳述。對(duì)于AT89S51單片機(jī)本身沒有I2C硬件資源，所以必須用軟件來(lái)模擬I2C協(xié)議過程。（2） 要從DS1624中讀取溫度值，首先啟動(dòng)DS1624的內(nèi)部溫度A/D開始轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)著有相應(yīng)的命令用來(lái)啟動(dòng)開始溫度轉(zhuǎn)換，有關(guān)DS1624的指令集參考前面的敘述。一般情況下，DS1624經(jīng)過一次溫度的變換，需要經(jīng)過1秒鐘左右的時(shí)間，所以等待1秒鐘后，即可讀取內(nèi)部的溫度值，對(duì)于讀取的溫度值，仍然通過DS1624的指

14、令集來(lái)完成溫度的讀取。但所有有數(shù)據(jù)的傳送過程必須遵循I2C協(xié)議。6 C語(yǔ)言源程序#include #include unsigned char code displaybit=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, 0xef,0xdf,0xbf,0x7f;unsigned char code displaycode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00;unsigned char code dotcode32=0,3,6,9,12,16,19,22, 25

15、,28,31,34,38,41,44,48, 50,53,56,59,63,66,69,72, 75,78,81,84,88,91,94,97;sbit SDA=P16;sbit SCL=P17;unsigned char displaybuffer8=0,1,2,3,4,5,6,7;unsigned char eepromdata8;unsigned char temperdata2;unsigned char timecount;unsigned char displaycount;bit secondflag=0;unsigned char secondcount=0;unsigned

16、char retn;unsigned int result;unsigned char x;unsigned int k;unsigned int ks;void delay(void);void delay10ms(void);void i_start(void);void i_stop(void);void i_init(void);void i_ack(void);bit i_clock(void);bit i_send(unsigned char i_data);unsigned char i_receive(void);bit start_temperature_T(void);bi

17、t read_temperature_T(unsigned char *p);void delay(void) _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();void delay10ms(void) unsigned int i; for(i=0;i1000;i+) delay(); void i_start(void) SCL=1; delay(); SDA=0; delay(); SCL=0; delay();void i_stop(void) SDA=0; delay(); SCL=1; delay(); SDA=1; dela

18、y(); SCL=0; delay();void i_init(void) SCL=0; i_stop();void i_ack(void) SDA=0; i_clock(); SDA=1;bit i_clock(void) bit sample; SCL=1; delay(); sample=SDA; _nop_(); _nop_(); SCL=0; delay(); return(sample);bit i_send(unsigned char i_data) unsigned char i; for(i=0;i8;i+) SDA=(bit)(i_data & 0x80); i_data=

19、i_data1; i_clock(); SDA=1; return(i_clock();unsigned char i_receive(void) unsigned char i_data=0; unsigned char i; for(i=0;i8;i+) i_data*=2; if(i_clock() i_data+; return(i_data);bit start_temperature_T(void) i_start(); if(i_send(0x90) if(i_send(0xee) i_stop(); delay(); return(1); else i_stop(); dela

20、y(); return(0); else i_stop(); delay(); return(0); bit read_temperature_T(unsigned char *p) i_start(); if(i_send(0x90) if(i_send(0xaa) i_start(); if(i_send(0x91) *(p+1)=i_receive(); i_ack(); *p=i_receive(); i_stop(); delay(); return(1); else i_stop(); delay(); return(0); else i_stop(); delay(); retu

21、rn(0); else i_stop(); delay(); return(0); void main(void) P1=0xff; timecount=0; displaycount=0; TMOD=0x21; TH1=0x06; TL1=0x06; TR1=1; ET1=1; ET0=1; EA=1; if(start_temperature_T()/向DS1624發(fā)送啟動(dòng)A/D溫度轉(zhuǎn)換命令，成功則啟動(dòng)T0定時(shí)1s。 secondflag=0; secondcount=0; TH0=55536/256; TL0=55536%256; TR0=1; while(1) if(secondflag=1) secondflag=0; TR0=0; if(