利用DS1620温度传感器构成温度监控系统11.doc

利用DS1620温度传感器构成温度监控系统 摘　要:为了满足某些环境需要温度测量范围广、温度调节方便等要求,以DS1620温度传感器和单片机为基础,设计了一套温度监控系统。该系统不仅能够根据环境温度的改变自动调节温度,而且由于DS1620芯片的测量范围广,温度调节方便,使该系统在温度控制、温度测量方面更加精确与方便。 关键词:温度传感器;单片机;监控系统 0　引　言 DALLAS公司推出的DS1620是一种具有温度传感、温度控制、温度数据转换等功能的专用集成芯片。与少量外部单元(如显示、控制器件)结合可构成温度自动测量和控制系统。测温范围为-55℃~125℃,分辨率为0. 5℃,转换后的温度值采用9位数字量表示。DS1620可用3线串行接口的方式与单片机相连进行数据的读写操作。可广泛用于温度控制、温度测量及热敏感系统等领域。 1　DS1620简介 DS1620为8脚DIP或SOIC封装,表1列出其引脚功能。 DS1620读入温度值为9位二进制数(补码形式),且通过3线串行接口实现数据的读写操作,在1 s时间内能直接将温度值转换为数字量,其上下限温度可自定义,且恒定存储,工作频率最大为2MHz。DS1620通过其专用的片载温度测量技术进行温度测量。原理大致为:对低温系统振荡器的脉冲个数进行计数,计数脉冲的周期由高温系统振荡器决定。计数器和温度寄存器预先设置为-55℃,如果计数器 在脉冲周期结束之前到达0,则温度寄存器开始增数,表明温度值在-55℃之上,如此循环增值,最终温度寄存器中的数字量即为所测温度值。图1为单次转换方式和连续转换方式的工作流程图。 图1　程序流程 　 读温度数据(AAH):该指令是读取温度寄存器所存储的最后转换的温度数据,指令输入后的9个移位脉冲将输出寄存器的数据。 写TH(01H):给高温临界寄存器写入TH数据。指令输入后的9个移位脉冲将9位上限温度值TH写入高温临界寄存器,用来改变THIGH的输出操作。 写TL(02H):给低温临界寄存器写入TL数据。指令输入后接下来的9个移位脉冲将9位下限温度值 写入寄存器,用来改变TLOW的输出操作。 读TH(A1H):读高温临界寄存器TH数据。指令输入后接下来的9个移位脉冲, 9位用来改变THIGH输出操作的上限值将从DS1620输出。 读TL(A2H):读低温临界寄存器TL数据。指令输入后接下来的9个移位脉冲, 9位用来改变TLOW输出操作的下限值将从DS1620输出。 开始转换T(EEH):该指令输入后,很快可将温度转换为可读数据。在单次方式,本命令将启动一次温度转换,然后进入空闲状态;在连续方式,本命令将启动连续的温度转换。 停止转换T(22H):停止转换温度指令。此指令输入后,DS1620将最后一次转换任务完成并将数据存入温度寄存器后闲置起来,直至再次输入新的开始转换指令。 写config(OCH):用来写控制寄存器。该指令输入后的8个时钟周期,命令字将写入控制寄存器。 读config(ACH):用来读状态寄存器的值。该指令输入后的8个时钟周期,状态/控制寄存器的内容将从DS1620输出。 常温下每次写入DS1620存储器需要近10 ms,所以在写指令之后不能立即对DS1620进行读写操作,通常加10 ms的延时。 2　由DS1620构成的温度监控系统设计 2. 1　温度控制系统结构 温度控制系统结构如图2所示。 图2　温度控制系统结构 　 图3 温度控制系统电路图 2. 2　温度控制系统原理 预先写入DS1620控制寄存器操作模式和TH、TL寄存器的温度设定值,CLK/CONV用做转换开始控制端。其中,状态/控制寄存器的CPU标志位必须设为“0”,为了使CLK/CONV作转换控制,RST必须为低电平。CLK/CONV被拉低,且在10ms以内置高,则产生一次转换;如果CLK/CONV保持低,则DS1620连续进行转换。CPU为“0”时,转换由CLK/CONV控制,而不受1HOST控制位的限制。 当DS1620的温度高于或等于TH寄存器设定值时,TH输出为高电平;当温度低于或等于TL寄存器设定值时,TL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低电平。利用TH和TL的输出电平可以确定温度是否在系统要求范围内,如果不在,利用单片机控制加热电路与降温电路对环境温度进行改变,一直到系统要求的范围内。 2. 3　利用DS1620进行温度修正 DS1620温度值由1位符号位、8位数字位共9位二进制补码形式输出,所以先进行数据位和符号位的区分。第9位即最高位是符号位,“0”表示正温,“1”表示负温。将读取到的数据求补转换成十进制数并除以2,即可得到-55℃~+12