1、数字温度测控芯片 DS1620 的应用摘要：DS1620 是一种半导体温度测控芯片，9 位温度数据值，测温范围-55+125，0.5分辨率。通过三线串行接口与 CPU 连接，可作为热传感器使用；用三个温控触发端控制加热或制冷装置，可用作热继电器。本文介绍它的功能和使用方法，并给出 C51 的源程序。 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， -400和+70+85精确度为1
2、，-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 引脚功能说明引 脚 名 称 功 能1 DQ 三线制的数据输入/输出2 CLK/CONV 三线制的时钟输入和标准转换输入3 RST 三线制的复位输入4 GND 地5 TCOM 温度高/低限触发输出6 TLOW 温度低限触发输出7 THIGH 温度高限触发输出
3、8 VDD 35V 电源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。表 2 DS1620 的几个典型温度和数字量对应关系温度/ 数字输出（二进制） 数字输出（十六进制）+125 0 11111010 00FAH+25 0 0011 0032H+0.5 0 0000000 0001
4、H0 0 0000000 0000H-0.5 1 11111111 01FFH-25 1 11001110 01CEH-55 1 1001001 0192H4 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 THF TLF NVB 1 0 CPU 1SHOTDONE：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
5、：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
6、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。(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 CL
7、K/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、
8、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
9、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，2N
10、7000 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:/）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。
