數字式I2C總線溫度傳感器在溫度檢測中的研究

　　ds1624的基本特性
　　
　　ds1624是dallas公司生產的一種功能較強的數字式溫度傳感器，它比同系列的ds1620控制更為簡單，比ds1621分辨率更高，可以使用一片控制器控制多達8片傳感器，支持i2c總線協議，測溫范圍寬，讀數穩定，分辨率高，無須外接電路，與單片機接口簡單，可以廣泛用于溫度檢測、溫度控制，溫度報警等領域。
　　
　　測溫范圍：-55℃~+125℃，分辨率0.03125℃
　　
　　溫度值以13位數字量輸出（兩字節傳輸）
　　
　　溫度轉換時間小于1秒
　　
　　數據的讀寫通過2線串行接口實現（sda，scl）可選總線地址
　　
　　內部集成256b的e2prom，可以用來保存用戶設定的參數
　　
　　引腳說明ds1624為8腳dip封裝或者soic封裝，其引腳功能如下表
　　
　　ds1624的工作原理
　　
　　ds1624采用的片內的溫度測量技術進行溫度的測量，其溫度測量原理如圖1。
　　
　　在計數門開通的情況下對低溫系數振蕩器的脈沖個數進行計數，計數脈沖的周期由高溫系數振蕩器所決定，計數器和溫度寄存器的預先設置值為-55℃。如果計數器在脈沖結束之前達到0，則溫度寄存器增加，同時計數器預置為非線性累加器的值，并重新開始計數，如果脈沖周期在計數器到0之前還未結束，則重復上面的過程，否則停止計數。zui終溫度寄存器中的值即為被測溫度值。
　　
　　ds1624的溫度值以0.03125℃為單位表示，1624內部的溫度寄存器為13位（2個字節）的寄存器，該寄存器可以通過iic總線串行讀出，高位在前。該13寄存器的內容即為補碼表示的溫度值，zui高位置符號位，符號位?quot;1"表示溫度值為負，為"0"表示溫度值為正。將該13位數據的真值乘以0.03125，即為被測溫度值。例如：
　　
　　表示被測溫度為：+802*0.03125=25.0625℃
　　
　　ds1624的工作方式
　　
　　ds1624可以在兩種方式下工作，連續轉換方式和一次轉換方式，通過配置寄存器的來控制使用哪種工作模式。
　　
　　done為轉換完成位，溫度轉換完成時候為1，正在轉換時為0，1shot為一次模式位，該位為1時，每次收到開始轉換命令執行一次溫度轉換，為0時，執行連續溫度轉換，該位為非易失性的。
　　
　　ds1624在嵌入一個系統時，需要有mcu對其發出控制命令，如讀寫狀態寄存器，讀溫度寄存器，開始溫度轉換等命令，mcu對ds1624的控制是通過i2c總線接口來實現的，寫入和讀出*遵循i2c總線的協議。
　　
　　ds1624的命令集包含下面5個，比相同系列的ds1621更加方便，簡捷。
　　
　?。?）開始溫度轉換[eeh]
　　
　　該命令啟動溫度轉換，無需讀數據，再一次轉換模式下，該命令啟動轉換，ds1624完成轉換之后保持空閑，在連續轉換方式下，該命令啟動ds1624進行連續的溫度轉換。
　　
　?。?）溫度轉換結束命令[22h]
　　
　　該命令停止溫度轉換，無需更多數據，在連續運行方式下，該命令停止ds1624的溫度轉換，并且保持空閑，直到ds1624得到新的溫度轉換開始命令。
　　
　　（3）讀溫度命令[aah]
　　
　　該命令讀出zui近一次溫度轉換的結果，隨后ds1624將兩個字節補碼表示的溫度值送出。zui高為符號位，zui低三位不用。
　　
　　（4）訪問配置寄存器[ach]
　　
　　若r/w=0，該命令寫入配置寄存器之后，mcu送出一個字節，用以確定ds1624的工作方式;若r/w=1，ds6124送出當前狀態用來通知mcu轉換是否完成。
　　
　　（5）訪問存儲器[17h]
　　
　　該命令用來訪問ds1624內部集成的256b的e2存儲器，下一字節數據為被訪問的存儲器的地址，即可進行e2存儲器的讀寫操作，讀寫時和其他的i2c協議的e2存儲器相同。讀者可參考其它的資料。
　　
　　ds1624啟動溫度轉換、訪問配置寄存器、讀取溫度值的流程圖見圖2。
　　
　　典型應用
　　
　　ds1624的典型應用圖，見圖3，其中led顯示和溫度報警電路讀者可以自行設計。ds1624沒有專門的溫度控制功能，用戶可以將溫度控制信息，如溫度上限，溫度下限保存在e2存儲器中。工作時可將ds1624設為連續工作方式，mcu不停讀取溫度值，送顯示裝置顯示，并可將溫度值和e2存儲器中的溫度控制參數比較，用以驅動報警、加熱或其他執行機構。還可以將pid等參數存于e2存儲器中，通過*的算法實現閉環控制。
　　
　　注意事項
　　
　　ds1624在使用的時候，應注意幾點問題
　　
　　1、寫e2prom需要10ms的時間，所以在每一次寄存器寫操作后都需要等待10ms再進行下一次寫操作。2、由于sda、scl均為漏極開路i/o因此一定要有上拉電阻。
　　
　　3、在數據傳輸和寫命令字的時候，一定遵循i2c總線的協議，在由寫操作到讀操作轉換的時候，應該重新啟動數據傳輸，然后發送地址和讀寫位。
　　
　　4、在構成測溫系統時，一片單片機zui多可以連接8片ds1624，并可采用求平均值的方法提高測量精度。此時應將地址a2、a1、a0作不同的調整。