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单线数字温度传感器DS182的特性原理及使用

单线数字温度传感器DS182的特性原理及应用-美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS182,可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。由于每片DS1820含有唯一的硅串行数所以在一条总线上可挂接任意多个DS1820芯片。从DS1820读出的信息或写入DS1820的信息,仅需要一根口线(单线接口)。读写及温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DS1820供电,而无需额外电源。DS1820提供九位温度读数,构成多点温度检测系统而无需任何外围硬件。

美国DALLAS公司出产的单线数字温度传感器DS182,可把温度信号直接转化成串行数字信号供微机处理。因为每片DS1820含有仅有的硅串行数所以在一条总线上可挂接恣意多个DS1820芯片。从DS1820读出的信息或写入DS1820的信息,仅需求一根口线(单线接口)。读写及温度改换功率来源于数据总线,总线自身也能够向所挂接的DS1820供电,而无需额定电源。DS1820供给九位温度读数,构成多点温度检测体系而无需任何外围硬件。

本文给出了DS1820与89C51单片机接口的运用实例和DS1820组成温度检测体系的办法,并给出了对DS1820进行各种操作的软件流程图。

单线数字温度传感器DS182的特性原理及运用

1 DS1820的特性

·单线接口:仅需一根口线与MCU衔接

·无需外围元件

·由总线供给电源

·测温规模为-55℃~75℃,精度为0.5℃

·九位温度读数

·A/D改换时刻为200ms

·用户自设定温度报警上下限,其值对错易失性的

·报警查找指令可辨认哪片DS1820超温度限

2 DS1820引脚及功用

DS1820的引脚见图1(PR35封装)。

GND:地;

DQ:数据输入/输出脚(单线接口,可作寄生供电);

VDD:电源电压。

单线数字温度传感器DS182的特性原理及运用

3 DS1820的作业原理

DS1820的内部结构如图2所示。由图2可知,DS1820由三个首要数字器材组成:

① 64bit闪速ROM;②温度传感器;③非易失性温度报警触发器TH和TL。64bit闪速ROM的结构如下:

单线数字温度传感器DS182的特性原理及运用

它既可寄生供电也可由外部5V电源供电。在寄生供电情况下,当总线为高电平时,DS1820从总线上取得能量并贮存在内部电容上当总线为低电平时,由电容向DS1820供电。

DS1820的测温原理:内部计数器对一个受温度影响的振荡器的脉冲计数,低温时振荡器的脉冲能够经过门电路,而当抵达某一设置高温时振荡器的脉冲无法经过门电路。计数器设置为-55℃时的值,假如计数器抵达0之前,门电路未封闭,则温度寄存器的值将添加,这表明当时温度高于-55℃。一起,计数器复位在当时温度值上,电路对振荡器的温度系数进行补偿,计数器重新开始计数直到回零。假如门电路依然未封闭,则重复以上进程。温度表明值为9bit,高位为符号位,其结构如下:

对DS1820的运用,多选用单片机完结数据收集。处理时,将DS1820信号线与单片机一位口线相连,单片机可挂接多片DS1820,然后完结多点温度检测体系。

体系对DS1820的操作以ROM指令和存储器指令办法呈现。

3.1 ROM指令代码及其意义

·READROM指令代码[33H]:假如只要一片DS1820,可用此指令读出其序列号,若在线DS1820多于一个,将发生冲突。

·MATCHROM指令代码[55H]:多个DS1820在线时,可用此指令匹配一个给定序列号的DS1820,尔后的指令就针对该DS1820。

·SKIPROM指令代码[CCH]:此指令履行后的存储器操作将针对在线的一切DS1820。

·SEARCHRDH指令代码[F0H]:用以读出在线的DS1820的序列号。

·ALARMSEARCH指令代码[ECH]:当温度值高于TH或低于TL中的数值时,此指令能够读出报警的DS1820。

3.2 存储器操作指令代码及其意义

· WRITESCRATCHPAD指令代码[4EH]:写两个字节的数据到温度寄存器。

· READSCRATCHPAD指令代码[BEH]:读取温度寄存器的温度值。

·COPYSCRATCHPAD指令代码[48H]:将温度寄存器的数值拷贝到EERAM中,确保温度值不丢掉。

·CONVERT指令代码[44H]:发动在线DS1280做温度A/D转化。

·RECALL EE指令代码[B8H]:将EERAM中的数值拷贝到温度寄存器中。

·READPOWERSUPPLY指令代码[B4H]:在本指令送到DS1280之后的每一个读数据空隙,指出电源形式:“0”为寄生电源;“1”为外部电源。

DS1820单线通讯功用是分时完结的,它有严厉的时隙概念。因而体系对DS1820的各种操作有必要按协议进行。操作协议为:初始化DS1820(发复位脉冲)→发ROM功用指令→发存储器操作指令→处理数据。各种操作的时序图如图3和图4所示。

单线数字温度传感器DS182的特性原理及运用

单线数字温度传感器DS182的特性原理及运用

4 温度检测体系原理及程序流程图

温度检测体系原理图如图5所示,选用寄生电源供电办法。为确保在有用的DS1820时钟周期内,供给满足的电流,咱们用一个MOSFET管和89C51的一个I/O口(P1.0)来完结对DS1820总线的上拉。当DS1820处于写存储器操作和温度A/D改换操作时,总线上有必要有强的上拉,上拉敞开时刻最大为10μs。选用寄生电源供电办法时VDD有必要接地。因为单线制只要一根线,因而发送接纳口有必要是三态的,为了操作便利咱们用89C51的P1.1口作发送口Tx,P1.2口作接纳口Rx。经过实验咱们发现此种办法可挂接DS1820数十片,间隔可到达50米,而用一个口时仅能挂接10片DS1820,间隔仅为20米。一起因为读写在操作上是分隔的故不存在信号竞赛问题。

无论是单点仍是多点温度检测,在体系装置及作业之前,应将主机逐一与DS1820挂接,读出其序列号。其作业进程为:主机Tx发一个脉冲,待“0”电平大于480μs后,复位DS1820,待DS1820所发呼应脉冲由主机Rx接纳后,主机Tx再发读ROM指令代码33H(低位在前),然后发一个脉冲(15μs)并接着读取DS1820序列号的一位。用相同办法读取序列号的56位。关于图5体系的DS1820操作的整体流程图如图6所示。它分三步完结:①体系经过重复操作,查找DS1820序列号;②发动一切在线DS1820做温度A/D改换;③逐一读出在线DS1820改换后的温度数据。主机发动温度改换并读取温度值的具体流程图如图7所示;主机写入存储器数据具体流程图如8所示。当有更多的检测点需求测温时,可利用89C51的其它口进行扩展。一起,也可利用89C51的串行通讯口(RXD,TXD)与上位计算机进行通讯,然后构成微机温度丈量体系网。

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