摘要：介紹兩線數(shù)字溫度傳感器／實時時鐘芯片DS1629的特點、工作原理、應用中的接口設計和應注意的問題。
關鍵詞：DS1629；兩線總線；溫度測量；單片機；接口設計
1DS1629的結構特性
DS1629是專門為了方便溫度的數(shù)字化測量而設計的一種芯片，溫度的測量精度為±2．0℃（典型值）。
DS1629由6個部分組成：數(shù)字溫度傳感器、實時時鐘、兩線串行接口、數(shù)據(jù)寄存器、溫度和時鐘報警比較器及時鐘分頻器和緩沖器。由制造商標定的溫度傳感器無需外部器件。芯片一上電就開始進行溫度轉換。主機（通常為單片機）可以周期性地讀取溫度寄存器中最新轉換的溫度值；由于轉換是在“后臺”進行的，讀數(shù)據(jù)并不影響轉換的過程。二進制數(shù)據(jù)的讀／寫通過兩線總線進行，高位在前，每個寄存器的訪問都采用8位的命令協(xié)議。芯片的引腳分布圖如圖1所示，引腳的功能為：SDA：串行口數(shù)據(jù)I／O端；SCL：串行口時鐘I／O端；ALRM：報警輸出；GND：接地端；X2：
32．768kHz反饋輸出；X1：32．768kHz晶振輸入；OSC：振蕩器輸出；VDD：2．2V～5．5V電源。
2DS1629的工作原理
在DS1629中，溫度測量采用的是片上的溫度測量技術，測量范圍為－55℃到＋125℃，芯片可以通過編程配置為轉換一次即保存轉換結果，然后轉到待命狀態(tài)；也可以配置成連接轉換的工作模式。
2．1實時時鐘／日歷功能
DS1629的實時時鐘／日歷數(shù)據(jù)是通過兩線的命令協(xié)議C0h來訪問的。如果兩線控制字的讀／寫控制位置為0，主機（單片機）就設置時鐘（把數(shù)據(jù)寫入時鐘寄存器），反之則從時鐘寄存器讀取當前的時間值。
2．2報警功能
當DS1629的溫度達到或超過存儲在溫度觸發(fā)寄存器TH中的上限時，溫度報警標志TAF就變?yōu)橛行У母唠娖讲⒁恢北３值綔囟认陆档綔囟认孪藜拇嫫鱐L中的值。
當時鐘寄存器中的數(shù)值與時鐘報警寄存器中的數(shù)值—致時，時鐘報警標志CAF有效并一直保持到總線上的主機（單片機）通過C0h命令或C7h命令對時鐘寄存器或時鐘報警寄存器進行讀／寫操作時為止。
2．3SRAM的操作
DS1629中32個字節(jié)的SRAM是為用戶設計的，其地址范圍為00h～1Fh，可以通過兩線協(xié)議17h對其進行讀／寫操作，讀／寫操作可以是單字節(jié)模式或頁模式。
2．4配置／狀態(tài)寄存器的操作
對配置／狀態(tài)寄存器的訪問是通過ACh命令來實現(xiàn)的，數(shù)據(jù)的讀寫總是高位（MSb）在前，低位（LSb）在后，對高位字節(jié)（MSB）可以進行讀／寫操作，對低位字節(jié)（LSB）則只能進行讀操作，其格式如表1所示，各位的具體含義如下：
（1）溫度轉換模式位ISH。該位為1時，芯片在收到開始轉換命令后進行轉換；該位為0時則芯片連續(xù)進行溫度轉換并把最后一次的轉換結果保存在溫度寄存器中。其默認值是0。（2）報警信號控制位POL。（3）上電轉換狀態(tài)位CNV（默認值是0）。該位與ISH的不同組合確定具體的工作模式。當CNV和ISH為00時，芯片一上電就連續(xù)進行轉換；為01時芯片在上電后自動進行一次溫度轉換，隨后的轉換是由溫度轉換命令啟動的；為10時芯片在上電后進入待命狀態(tài)，一旦有開始轉換命令就連續(xù)進行轉換；為11時芯片上電后進入待命狀態(tài)，一有命令就啟動一次轉換并保存結果。（4）報警模式控制位A1和A0（默認值為00）。（5）振蕩器輸出設定位OS1和OS0（默認值為11）。（6）時鐘報警標志位CAF。（7）溫度報警標志位TAF。（8）時鐘報警鎖存位CAL。
2．5兩線串行數(shù)據(jù)總線
DS1629支持兩線總線和雙向數(shù)據(jù)協(xié)議。通過漏極開路輸出的I／O線SDA和SCL連接到總線上，在總線上屬于從機。
根據(jù)讀寫控制位的不同數(shù)值，兩線總線有兩種不同的數(shù)據(jù)傳輸類型：（1）數(shù)據(jù)從主機（單片機）發(fā)送器傳送到從機接收器，主機（單片機）傳送的第一個字節(jié)是從機的地址，隨后是若干字節(jié)的數(shù)據(jù)，從機每收到—個字節(jié)的數(shù)據(jù)就返回一個確認位。（2）數(shù)據(jù)由從機發(fā)送器傳送到主機（單片機）接收器，第一字節(jié)（從機地址）由主機（單片機）發(fā)送，從機返回—個確認位，隨后若干字節(jié)的數(shù)據(jù)由從機發(fā)送給主機（單片機）。除了最后—個字節(jié)外，主機（單片機）在收到所有的數(shù)據(jù)后需返回—個確認位。在收到最后—個字節(jié)時，主機（單片機）返回一個“非確認（高電平）”信號。
主機（單片機）產生串行時鐘信號及起始和結束信號，一次數(shù)據(jù)傳送以結束信號或重復的開始信號為結束。因為重復的開始信號也是下一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始，所以總線不會被釋放。
DS1629有如下兩種操作模式：（1）從機接收模式。串行數(shù)據(jù)和時鐘分別通過SDA和SCL接收，每接收—個字節(jié)就返回—個確認位，只有在數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始和最后才識別開始和結束信號。在從機的地址和方向位（即讀／寫控制位）收到以后，地址的識別由硬件來完成。（2）從機發(fā)送模式。這—模式下第一字節(jié)的接收和處理與接收模式相同。但在這—模式下傳輸方向位將表示傳輸方向被反向，串行數(shù)據(jù)由DS1629通過SDA送出，而時鐘信號則通過SCL輸入。
2．6從機地址
控制字是主機（單片機）發(fā)出的開始信號后的第一個字節(jié)，它由高4位控制碼、3位地址碼和讀／寫控制位組成。對DS1629而言，控制碼為二進制數(shù)1001。隨后的3位（A2、A1、A0）是設備的選擇位，由硬件設為高電平?？刂谱值淖畹臀唬ㄗx／寫位）確定操作的具體類型，該位為1時讀操作，反之則為寫操作。
2．7控制字
DS1629的控制字有（1）配置寄存器指令ACh。若讀／寫位為0，該指令寫入配置寄存器。該指令送出后，隨后的數(shù)據(jù)字節(jié)被寫入控制寄存器；若讀／寫位為1，隨后讀出的是存儲在配置寄存器中的數(shù)據(jù)。（2）溫度開始轉換命令EEh。（3）溫度結束轉換命令22h。（4）讀溫度結果命令AAh。（5）訪問時鐘指令C0h。（6）訪問時鐘報警指令C7h。（7）訪問溫度上限TH指令A1h。（8）訪問溫度下限TL指令A2h。（9）訪問存儲器指令17h。[!--empirenews.page--]
從前面的介紹可以看出，由于DS1629芯片的地址固定為“111”，所以在兩線總線上只能有一片DS1629，而且對只能作從機的DS1629而言，不管是發(fā)送還是接收數(shù)據(jù)，首先要由主機送出一位低電平的開始信號，隨后是主機送出的與DS1629芯片通信的控制字10011110（二進制），接著是具體的諸如啟動溫度轉換命令EEh、訪問存儲器命令17h等控制字，隨后才是要傳送的實際數(shù)據(jù)，最后是由主機送出的高電平的停止位，讀／寫操作則是由控制字中的讀／寫控制位確定的。DS1629每發(fā)送或者接收一個字節(jié)的命令或數(shù)據(jù)，都自動產生一位低電平的確認信號。
3DS1629與單片機的接口設計
假定51單片機的P1．0接SDA，P1．1接SCL，設定DS1629的工作模式為單次轉換模式，禁止時鐘輸出，對溫度及時鐘均為高電平報警，則相應的程序段如下：
4結束語
DS1629給基于單片機的數(shù)字化溫度的測量與控制帶來了極大的方便，使得系統(tǒng)的設計大為簡化。但在使用時需要注意以下幾個方面：
（1）由于DS1629對時序及電特性參數(shù)要求較高，應嚴格按照DS1629的時序要求去操作。
（2）測溫電纜線建議采用屏蔽雙絞線，屏蔽層在源端單點接地。
（3）數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蛴煽刂谱种械淖x／寫位確定。
（4）在一對兩線總線上只能接一片DS1629；若需要使用多片，每片都需占單片機兩根I／O線。每一對I／O線上除了接DS1629外，還可以接其他I2C器件。
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