帶有存儲器功能的數(shù)字溫度計

DS1624基本原理  （仿真實驗中用DS1621）

（1）．   DS1624基本特性

◆      測量范圍為－55℃～＋125℃，精度為0.03125℃

file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.jpg◆      測量溫度的結(jié)果以13位數(shù)字量（兩字節(jié)傳輸）給出

◆      測量溫度的典型轉(zhuǎn)換時間為1秒　　　　　　　　

◆      集成了256字節(jié)的E2PROM非易性存儲器

◆      數(shù)據(jù)的讀出和寫入通過一個2－線（I2C）串行接口完成

◆      采用8腳DIP或SOIC封裝，如圖2.34.1　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2.34.1

（2）．   引腳描述及功能方框圖

其引腳描述如表1所示：

file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg

DS1624的功能結(jié)構(gòu)圖如圖4.34.2所示：

file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.jpg

圖4.34.2

（3）．   DS1624工作原理

圖4.34.3是溫度測量的原理結(jié)構(gòu)圖

DS1624在測量溫度時使用了獨有的在線溫度測量技術(shù)。它通過在一個由對溫度高度敏感的振蕩器決定的計數(shù)周期內(nèi)對溫度低敏感的振蕩器時鐘脈沖的計數(shù)值的計算來測量溫度。DS1624在計數(shù)器中預(yù)置了一個初值,它相當(dāng)于－55℃。如果計數(shù)周期結(jié)束之前計數(shù)器達(dá)到0，已預(yù)置了此初值的溫度寄存器中的數(shù)字就會增加，從而表明溫度高于－55℃。

與此同時，計數(shù)器斜坡累加電路被重新預(yù)置一個值，然后計數(shù)器重新對時鐘計數(shù)，直到計數(shù)值為0。

通過改變增加的每1℃內(nèi)的計數(shù)器的計數(shù)，斜坡累加電路可以補償振蕩器的非線性誤差，以提高精度，任意溫度下計數(shù)器的值和每一斜坡累加電路的值對應(yīng)的計數(shù)次數(shù)須為已知。

由于數(shù)據(jù)在總線上傳輸時MSB在前，所以DS1624讀出的數(shù)據(jù)可以是一個字節(jié)(分辨率為1℃)，也可以是兩個字節(jié)，第二個字節(jié)包含的最低位為0.03125℃。

file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.giffile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.giffile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.giffile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.giffile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.giffile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.giffile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.giffile:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif高八位字節(jié)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　低八位字節(jié)

DS1621的工作方式是由片上的配置/狀態(tài)寄存器來決定的，如表4，該寄存器的定義如下：

　　　　　　　　表4　配置/狀態(tài)寄存器格式

控制器對DS1624的存儲器編程有兩種模式：一種是字節(jié)編程模式，另一種是頁編程模式。

在字節(jié)編程模式中，主控制器發(fā)送地址和一個字節(jié)的數(shù)據(jù)到DS1624。

在主器件發(fā)出開始（START）信號以后，主器件發(fā)送寫控制字節(jié)即1001A2A1A00（其中R/W控制位為低電平“0”）。指示從接收器被尋址，DS1624接收后應(yīng)答，再由主器件發(fā)送訪問存儲器指令（17H）后，DS1624接收后應(yīng)答，接著由主器件發(fā)送的下一個字節(jié)字地址將被寫入到DS1624的地址指針。主器件接收到來自DS1624的另一個確認(rèn)信號以后，發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)，并寫入到尋址的存儲地址。DS1624再次發(fā)出確認(rèn)信號，同時主器件產(chǎn)生停止條件STOP，啟動內(nèi)部寫周期。在內(nèi)部寫周期DS1624將不產(chǎn)生確認(rèn)信號。

在頁編程模式中，如同字節(jié)寫方式，先將控制字節(jié)、訪問存儲器指令（17H）、字地址發(fā)送到DS1624，接著發(fā)N個數(shù)據(jù)字節(jié)，其中以8個字節(jié)為一個頁面。主器件發(fā)送不多于一個頁面字節(jié)的數(shù)據(jù)字節(jié)到DS1624，這些數(shù)據(jù)字節(jié)暫存在片內(nèi)頁面緩存器中，在主器件發(fā)送停止信號以后寫入到存儲器。接收每一個字節(jié)以后，低位順序地址指針在內(nèi)部加1。高位順序字地址保持為常數(shù)。如果主器件在產(chǎn)生停止條件以前要發(fā)送多于一頁字的數(shù)據(jù)，地址計數(shù)器將會循環(huán)，并且先接收到的數(shù)據(jù)將被覆蓋。像字節(jié)寫操作一樣，一旦停止條件被接收到，則內(nèi)部寫周期將開始。

存儲器的讀操作

數(shù)據(jù)和控制信息的寫入讀出是以表5和表6所示的方式進(jìn)行的。在寫入信息時，主器件輸出從器件(即DS1624)的地址，同時R/W位置0。接收到響應(yīng)位后，總線上的主器件發(fā)出一個命令地址，DS1624接收此地址后，產(chǎn)生響應(yīng)位，主器件就向它發(fā)送數(shù)據(jù)。如果要對它進(jìn)行讀操作，主器件除了發(fā)出命令地址外，還要產(chǎn)生一個重復(fù)的啟動條件和命令字節(jié)，此時R/W位為1，讀操作開始。下面對它們的命令進(jìn)行說明。

讀溫度值指令［AAH］：即讀出最后一個測溫結(jié)果。DS1624產(chǎn)生兩個字節(jié)，即為寄存器內(nèi)的結(jié)果。

開始測溫指令［EEH］：此命令將開始一次溫度的測量，不需再輸入數(shù)據(jù)。在單次測量模式下，可在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的同時使DS1624保持閑置狀態(tài)。在連續(xù)模式下，將啟動連續(xù)測溫。

停止測溫指令［22H］：該命令將停止溫度的測量，不需再輸入數(shù)據(jù)。此命令可用來停止連續(xù)測溫模式。發(fā)出請求后，當(dāng)前溫度測量結(jié)束，然后DS1624保持閑置狀態(tài)。直到下一個開始測溫的請求發(fā)出才繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)測量。

用一片DS1624完成本地數(shù)字溫度的測量，并通過8位數(shù)碼管顯示出測量的溫度值。其硬件電路圖如圖4.34.4所示

圖4.34.4

（1）．   把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0－P0.7用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ABCDEFGH端子上。

（2）．   把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P2.0－P2.7用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。

（3）．   把DS1624芯片插入到“二線總線模塊”區(qū)域中的8腳集成座上，注意芯片不插反。

（4）．   把“二線總線模塊”區(qū)域中的PIN1 PIN2分別用導(dǎo)線連接到“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.6和P1.7端子上。

（5）．   把“二線總線模塊”區(qū)域中的PIN4 PIN5　PIN6分別用導(dǎo)線連接到“電源模塊”區(qū)域中的GND端子上。

（1）．   由于DS1624是I2C總線結(jié)構(gòu)的串行數(shù)據(jù)傳送，它只需要SDA和SCL兩根線完成數(shù)據(jù)的傳送過程。因此，我們在進(jìn)行程序設(shè)計的時候，也得按著I2C協(xié)議來對DS1624芯片數(shù)據(jù)訪問。有關(guān)I2C協(xié)議參看有關(guān)資料，這里不詳述。對于AT89S51單片機本身沒有I2C硬件資源，所以必須用軟件來模擬I2C協(xié)議過程。

（2）．   要從DS1624中讀取溫度值，首先啟動DS1624的內(nèi)部溫度A/D開始轉(zhuǎn)換，對應(yīng)著有相應(yīng)的命令用來啟動開始溫度轉(zhuǎn)換，有關(guān)DS1624的指令集參考前面的敘述。一般情況下，DS1624經(jīng)過一次溫度的變換，需要經(jīng)過1秒鐘左右的時間，所以等待1秒鐘后，即可讀取內(nèi)部的溫度值，對于讀取的溫度值，仍然通過DS1624的指令集來完成溫度的讀取。但所有有數(shù)據(jù)的傳送過程必須遵循I2C協(xié)議。

#include <AT89X52.H>

#include<INTRINS.H>      //c51中的intrins.h庫函數(shù).txt

  

unsigned char codedisplaybit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,

                                0xef,0xdf,0xbf,0x7f};

unsigned char code displaycode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

                                   0x66,0x6d,0x7d,0x07,

                                    0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

                                   0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00};

  

  

sbit SDA=P1^6;

sbit SCL=P1^7;

  

unsigned char displaybuffer[8]={0,1,2,3,4,5,6,7};

unsigned char eepromdata[8];

unsigned char temperdata[2];

  

unsigned char timecount;

unsigned char displaycount;

  

bit secondflag=0;

unsigned char secondcount=0;

unsigned char retn;

unsigned int result;

unsigned char x;

unsigned int k;

unsigned int ks;

  

  

  

void delay(void);

void delay10ms(void);

void i_start(void);

void i_stop(void);

void i_init(void);

void i_ack(void);

bit i_clock(void);

bit i_send(unsigned char i_data);

unsigned char i_receive(void);

  

bit start_temperature_T(void);

bit read_temperature_T(unsigned char *p);

  

void delay(void)

{

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

}

  

void delay10ms(void)

{

unsigned int i;

for(i=0;i<1000;i++)

    {

     delay();

    }

  

}

  

void i_start(void)

{

SCL=1;

delay();

SDA=0;

delay();

SCL=0;

delay();

}

  

void i_stop(void)

{

SDA=0;

delay();

SCL=1;

delay();

SDA=1;

delay();

SCL=0;

delay();

}

  

void i_init(void)

{

SCL=0;

i_stop();

}

  

void i_ack(void)

{

SDA=0;

i_clock();

SDA=1;

}

  

bit i_clock(void)

{

  bitsample;

  

SCL=1;

delay();

sample=SDA;

_nop_();

_nop_();

SCL=0;

delay();

return(sample);

}

  

  

bit i_send(unsigned char i_data)

{

unsigned char i;

  

for(i=0;i<8;i++)

    {

     SDA=(bit)(i_data & 0x80);

     i_data=i_data<<1;

     i_clock();

    }

SDA=1;

return(~i_clock());

}

  

unsigned char i_receive(void)

{

unsigned char i_data=0;

unsigned char i;

  

for(i=0;i<8;i++)

    {

     i_data*=2;

     if(i_clock()) i_data++;

    }

return(i_data);

}

  

bit start_temperature_T(void)

{

i_start();

if(i_send(0x90))

    {

     if(i_send(0xee))

       {

         i_stop();

         delay();

         return(1);

       }

       else

         {

           i_stop();

           delay();

           return(0);

         }

    }

   else

     {

       i_stop();

       delay();

       return(0);

     }

}

  

bit read_temperature_T(unsigned char *p)

{

i_start();

if(i_send(0x90))

    {

     if(i_send(0xaa))

       {

         i_start();

         if(i_send(0x91))

           {

             *(p+1)=i_receive();

              i_ack();

             *p=i_receive();

              i_stop();

              delay();

              return(1);

           }

           else

              {

                i_stop();

                delay();

                return(0);

             }

       }

       else

         {

           i_stop();

           delay();

           return(0);

         }

    }

   else

     {

       i_stop();

       delay();

       return(0);

     }

}

  

  

void main(void)

{

P1=0xff;

timecount=0;

displaycount=0;  

  

TMOD=0x21;

TH1=0x06;

TL1=0x06;

TR1=1;

ET1=1;

ET0=1;

EA=1;

  

  

if(start_temperature_T())                 //向DS1624發(fā)送啟動A/D溫度轉(zhuǎn)換命令，成功則啟動T0定時1s。

    {

     secondflag=0;

     secondcount=0;

     TH0=55536/256;

     TL0=55536%256;

     TR0=1;      

    }

  

while(1)

    {

     if(secondflag==1)

       {

         secondflag=0;

         TR0=0;

         if(read_temperature_T(temperdata)) //T0定時1s時間到，讀取DS1624的溫度值

           {

             for(x=0;x<8;x++)

                {

                  displaybuffer[x]=16;

                }

              x=2;                 //整數(shù)部分

              result=temperdata[1];               //將讀取的溫度值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并送到顯示緩沖區(qū)

              while(result/10)

                {

                  displaybuffer[x]=result%10;

                  result=result/10;

                  x++;

                }

              displaybuffer[x]=result;

              result=temperdata[0];   //小數(shù)部分

              result=result>>3;      

             displaybuffer[0]=(dotcode[result])%10;

             displaybuffer[1]=(dotcode[result])/10;              

              if(start_temperature_T())   //溫度值數(shù)據(jù)處理完畢，重新啟動DS1624開始溫度轉(zhuǎn)換

                {

                  secondflag=0;

                  secondcount=0;

                  TH0=55536/256;

                  TL0=55536%256;

                  TR0=1;                        

                }

           }

       }

    }

}

  

  

void t0(void) interrupt 1 using 0                  //T0用于定時1s時間到

{

secondcount++;

if(secondcount==100)

    {

     secondcount=0;

     secondflag=1;

    }

TH0=55536/256;

TL0=55536%256;

}

  

  

void t1(void) interrupt 3 using 0                  //T1定時1ms用數(shù)碼管的動態(tài)刷新

{

timecount++;

if(timecount==4)                            //T1定時1ms到

    {

      timecount=0;

      P2=0xff;

     if (displaycount==5)

       {

         P0=(displaycode[displaybuffer[7-displaycount]]| 0x80); //在該位同時還要顯示小數(shù)點

       }

       else

         {

           P0=displaycode[displaybuffer[7-displaycount]];

         }

     P2=displaybit[displaycount];

     displaycount++;

     if(displaycount==8)

       {

         displaycount=0;

       }

    }

}