数字温度计和温控器DS及其应用.docVIP

数字温度计和温控器DS7505及其应用 概述 DS7505是Maxim公司的数字温度计及温控器，其工作电压为1.7~3.7 V，测量温度范围为一55℃～+125℃，当所测温度超过0℃～+70℃时，其精度可达±O.5℃。用该器件测量温度时无需任何外部元件。该器件读取分辨率有9位、10位、ll位、12位四档，通过两条串行接口线SDA和SCL进行数据的读写操作。DS7505是以高位对齐低位补零的方式存储数据，由于DS7505是从高位读取数据，因此在只读取整数温度时，只需读取一个字节。图1给出DS7505的引脚排列，其中SDA为数据的输入输出；SCL为时钟输入；0.S.为控制输出；GND为接地；A0，A1与A2为地址输人；VDD为输入电压。 DS7505内部结构和功能 图2为DS7505内部结构。包括地址及I/O接口控制器，精度参考，过采样调制器，数字滤波器，温控比较器以及4个寄存器，即配置寄存器，温度寄存器、Tos与Thyst寄存器。 温度寄存器 DS7505把每次的温度测量值经A／D转换后存到该寄存器内。它是2个字节寄存器，温度值以二进制形式存储在该寄存器内如表l所示。符号位(S)表示温度值的正负，S为0代表正，S为l代表负。该位可随时读取，且并不影响该温度寄存器正在运行的操作。该寄存器的BitO~Bit3位被硬件置零。按照先从高位存储，低位补零的原则存储数据，如存储12位温度数据时用Bitl5～Bit4存储；存储11位温度数据时，使用Bit15～Bit5，并把Bit4置零；依次类推存储10位、9位温度数据。存储时选用哪种数据分辨率(9位、10位、11位或12位)需对配置寄存器进行设置。 配置寄存器 使用配置寄存器来设置DS7505，如温度数据读取分辨率、操作模式、容错能力、输出引脚极等设置。该寄存器的各位表示如表2所示，表3是对其各位功能的详细描述。 SD=I时DS7505处于睡眠模式，此时转换结束并把转换结果存入温度寄存器内，DS7505进入低功耗待机状态。SD=0时DS7505同到正常操作状态——转换和温控操作，此时DS7505执行温度测量，并把结果存入温度寄存器，DS7505进入睡眠状态。 TM位用来设置DS7505的工作模式。TM=O则DS7505处于比较器模式，当测得的温度值连续超过Tos寄存器中的温度值数次后(超过次数取决于配置寄存器中的Fl与F0位)，则激活0.S，并0.S.一直保持有效，直到温度低于Thvst寄存器内的数值为止。当DS7507是由比较器模式进入睡眠模式，则不清除O.S.输出。TM=1则DS7505处于中断模式，当所测值连续超过Tos寄存器内温度值数次后，O.S.激活。一旦激活0.S.只能使DS7505处于睡眠模式或者从任意寄存器读取数据才能使其失效，O.S.失效后其输出清零，当测量温度低于Thyst寄存器内的数值连续数次后，O.S.被重新激活。 存储温度数据前，应配置寄存器的Bit6和Bit5(即R1与R0)，用于选择温度数据存储分辨率。如表4所示。 配置寄存器的FO与F1位用于设置温控器的容错能力，即规定所测温度连续超过Tos或Thyst寄存器内数值的次数，即激活0.S.的条件，F1F0=00时激活O.S.所需连续次数为1；F1FO=01时，所需次数为2；F1F0=10时，所需次数为4；FlF0=ll，所需次数为6。 寄存器指针 寄存器指针是一个8位寄存器，其中高6位置零，低2位(Pl和P0)用来设置访问寄存器，如表5所示。对DS7505读写操作时必须先通过P1和P0设定要访问的寄存器。一旦设定后不能对其更改。从温度寄存器读取数据时，只需设定一次寄存器指针，只要不改变，数据将顺序从寄存器读出。但是当寄存器写入时，每写入一次(即便是向同一寄存器写入)，寄存器指针都需要重新设定。上电时指针默认指向温度寄存器，因此读数温度寄存器无需重新设定指针。 Tos与Thyst寄存器 Tos和Thyst寄存器的数据格式与温度寄存器相同。每次温度转换后，转换值都与储存在这两个寄存器中的数值进行比较。0.S.的输出是根据DS7505的操作模式和比较器的结果进行更新。在温控器比较期间所使用的Tos和Thyst中的数值的位数与温度数据读取分辨率相同，如分辨率为9，则温控比较器只使用Tos和Thyst的高9位。如未用DS7505的控温能力，O.S.位的输出就与Tos和Thyst无关，此时这两个寄存器可用做一般存储器存储数据。 3 2线串行数据总线 DS7505通过串行时钟信号(SCL)及串行数据信号(SDA)两条2线串行数据总线进行通信。总线上，主机(如单片机)产生SCL信号并发送启动和停止命令。当SDA和SCL都为高电平，总线处于空闲状态。当SCL保持为高且SDA产生一个由高到低的电平时，主机开始传输数据