Программируемый цифровой датчик температуры DS1821
Оглавление
26 июня 2007, 19:31  

Программируемый цифровой датчик температуры DS1821


Программируемый цифровой датчик температуры DS1821

Особенности:

  • Не требуются внешние компонеты
  • Измерение температуры в диапазоне -55°C to +125°C с шагом 1°C
  • Конвертация температуры в цифровой код менее чем за 1 сек
  • Параметры устройства задаются пользователем
  • Доступны 3-pin PR35, TO-220 и 8-pin SOIC корпуса
  • Датчики разработаны для применения в промышленных устройствах контроля температуры, бытовой технике, термометрах
  • Описание: DS1821 программируемый цифровой термостат, обеспечивающий вывод цифрового сигнала, в тот момент когда уровень температуры превышает значение уровня регистра TH, установленного пользователем. Выход остается активным, когда уровень температуры ниже значения уровня регистра TL, также установленного пользователем. Пороги, прописанные в регистрах TH TL задают требуемый гистерезис характеристики регулирования. Установленные пользователем пороги храняться в энергонезависимой памяти устройства. I/O связь в DS1821 осуществляется через вывод DQ в режиме программирования, этот вывод также используется как выход данных термостата.

    Описание выводов
    Корпус PR35 Корпус TO-220 Корпус 8-PIN SOIC Символ Описание
    1 2/TAB 2 GND Ground
    2 3 1 DQ Однопроводный вход-выход данных в режиме программирования. Выход данных температуры в нормальном режиме работы
    3 1 8 VDD Вывод VDD, номинал +5 V
    Блок-схема устройства (Рисунок 1)

    Блок-схема приведена выше (рисунок 1), на ней изображены основные компоненты устройства. DS1821 имеет два режима 1-Wire и термостата. DS1821 поставляется с фабрики в режиме 1-Wire. В этом режиме вывод BQ представляет собой двунаправленный порт, который может быть напрямую соединен с микропроцессором. Микроконтроллер в этом режиме считывает данные из регистров TH и TL, которые определяют рабочий диапазон работы термостата. В этом режиме, результат последнего измерения температуры, сделанного DS1821 может также быть сразу прочитан сразу микропроцессором. После того как пределы температуры установленны и работа термометра верифицирована, пользователь может передовать и записывать данные в статусный регистр. В режиме работы термостата вывод DQ становится его выходом. Открытый выход находится в рабочем состоянии до тех пор пока температура DS1821 превышает предел, установленный в регистре TH, и остается активным, до тех пор пока температура не опустится ниже предела, установленного в TL. Если пользователь хочет установить связь с DS1821, когда устройство работает в режиме термостата (например для изменения пределов TH и TL), это можно сделать понижением VDD, оставляя при этом BQ в режиме "HIGH" (clocking the DQ line 16 times). Устройство будет переведено в режим 1-Wire, и соответственно можно читать и записывать в память по своему усмотрению. В результате это не изменит power-up состояние устройства, если только сам пользователь не создал соответствующую конфигурацию.

    Измерение температуры: DS1821 измеряет температуру основываясь на собственных методах измерения. Чтение температуры обеспечивается двумя дополнительными 8 битами. Таблица ниже показывает точное соотношение выходных данных и измеряемой температуры. Данные передаются последовательно через 1-wire интерфейс. DS1821 может измерять температуру в пределах -55°C to +125°C с шагом 1°C.

    Соотношение температуры и цифровых данных
    Температура Двоичный код Шестнадцатиричный код
    +125°C 01111101 7Dh
    +25°C 00011001 19h
    0°C 00000000 00h
    -1°C 11111111 FFh
    -25°C 11100111 E7h
    -55°C 11001001 C9h

    Управление термостатом: В режиме термостата DS1821 действует как термостат с программируемым гистерезисом, что показано на рисунке 2. Измерение температуры начинается, как только подается напряжение VDD, и постояно, примерно раз в секунду, происходит очередое измерение и вывод информации. Выход находится в рабочем состоянии до тех пор пока температура DS1821 превышает предел, установленный в регистре TH, и остается активным, до тех пор пока температура не опустится ниже предела, установленного в TL. РАбочее состояние на выходе программируется пользователем, это может быть как логический "0", так и логическая "1" (+5V).

    Выходные данные при измерении температуры (Рисунок 2)

    Программирование устройства: Программирование устройства происходит через однопроводный интерфейс 1-Wire. В этом режиме микросхема поставляется с фабрики. Как только устройство запрораммированно и пользователь переводит устройство в режим работы термостата, в этом случае режим 1-Wire может быть доступен при VDD="low", BQ="high" и clocking the DQ line 16 times. DS1821 имеет четыре внутренних регистра, которые могут быть доступны через BQ вывод в режиме 1-Wire. Эти регистры называются high temperature trigger (TH) и low temperature trigger (TL). Результат измерения температуры хранится в статусном регистре - status register. Все эти регистры хранят данные без внешнго питания.

    Описание регистра состояния:
    Статусный регистр может выглядеть следующим образом

    Где,

    DONE = бит передачи данных. 1 = передача закончилать, 0 = передача продолжается.

    THF = флаг высокой температуры. В нормальном состоянии "0", но переходит в состояние "1" когда температура превышает значение TH. И остается "1" до тех пор пока на пропишется "0". Эта особенность обуславливает метод измерения температуры DS1821. Все это хранится в энергонезависимой E2 памяти.

    TLF = флаг низкой температуры. В нормальном состоянии "0", но переходит в состояние "1" когда температура имеет значение ниже TL. И остается "1" до тех пор пока на пропишется "0". Эта особенность обуславливает метод измерения температуры DS1821. Все это хранится в энергонезависимой E2 памяти.

    NVB = флаг занятости энергонезависимой памяти. 1 = идет запись, 0 = память свободна. Время записи в память составляет до 10 ms.

    T/R = Power-up mode bit. 1 = режим термостата. 0 = режим 1-Wire. This bit is nonvolatile.

    POL = бит полярности выхода. 1 = active high, 0 = active low. This bit is nonvolatile.

    1SHOT = One-Shot Mode. If 1SHOT is 1, the DS1821 will perform one temperature conversion upon reception of the Start Convert T protocol. If 1SHOT is 0, the DS1821 will continuously perform temperature conversions. Note that the One-Shot mode is available only when the device is in 1-Wire mode. In thermostat mode, the device continuously performs temperature conversions. This bit is nonvolatile.

    Описание команд
    Read Temperature [AAh] Эта команда читает содержимое регистра, который включает последний результат измерения температуры
    Write TH [01h] Эта команда записывает в TH (HIGH TEMPERATURE) регистр (8 bits of data).
    Write TL [02h] Эта команда записывает в TL (LOW TEMPERATURE) регистр (8 bits of data).
    Read TH [A1h] Эта команда читает TH (HIGH TEMPERATURE) регистра (8 bits of data).
    Read TL [A2h] Эта команда читает TL (LOW TEMPERATURE) регистра (8 bits of data).
    Write Status [0Ch] Эта команда записывает в регистр статуса (8 bits of data). Это может быть использовано для отчистки THF and TLF flags и установки T/ R , POL and 1SHOT bits.
    Read Status [ACh] Эта команда читает из регистра статуса (8 bits of data).
    Start Convert T [EEh] По этой команде начинается измерение температуры. Данные в этот момент не передаются.
    Stop Convert T [22h] Эта команда останавливает температурное измерение. Данные в этот момент не передаются.
    Управляющие команды DS1821
    Инструкция Описание Команда 1-WIRE BUS DATA
    Start Convert T Инициирует измерение температуры EEh Бездействует
    Stop Convert T Останавливает измерение температуры 22h Бездействует
    Read Temperature Считывает последнее значение температуры из регистра AAh Чтение данных
    Write TH Записывает верхнее значение температуры в TH register 01h Запись данных
    Write TL Записывает нижнее значение температуры в TL register 02h Запись данных
    Read TH Читает из TH регистра верхнее значение температуры A1h Чтение данных
    Read TL Читает из TL регистра нижнее значение температуры A2h Чтение данных
    Write Status Записывает данные конфигурации в регистр 0Ch Запись данных
    Read Status Читает данные из регистра конфигурации ACh Чтение данных

    Пример программирования DS1821 в режим термостата. Диапазон температуры от +10°C до +40°C, выходной сигнал высокого уровня (DQ pin is off)

    Предельно допустимые параметры
    Напряжение на любом выводе to GND -0.5V to +7.0V
    Рабочая температура -55°C to +125°C
    Температура хранения -55°C to +125°C
    Температура пайки 260°C for 10 seconds
    Рекомедованные параметры работы
    Параметр Обозначение Min Max Ед. изм
    Напряжение питания VDD 2.7 5.5 V
    Data pin BQ -0.5 5.5 V
    Логическая 1 VIH 2.0 VCC+0.3 V
    Долгический 0 VIL -0.3 +0.8 V
    Электрические характеристики при (-55°C to +125°C; VDD=3.6V to 5.5V)
    Параметр Обозначение Условия Min Typ Max Ед. изм.
    Ошибка измерения температуры tERR 0°C to+85°C ±1 °C
    -55°C to 0°C и 85°C to +125°C См. график ниже
    Логический ноль (DQ pin) VIL -0.3 +0.8 V
    Втекающий ток IL -0.4 mA
    Ток в режиме Standby IQ 1.0 3.0 µA
    Ток в активном режиме IDD Режим передачи данных 500 1000 µA
    Входное сопротивление RI 500 кОм
    Время измерения температуры tconv 0.4 1.0 s
    Время паузы tslot 60 120 µs
    Время восстановления trec 1 µs
    Время записи 0 tLOW0 60 120 µs
    Время записи 1 tLOW1 1 15 µs
    Чтение данных tRDV 15 µs
    Время сброса High tRSTH 480 µs
    Время сброса Low tRSTL 480 µs
    Время определения High tPDHIGH 15 60 µs
    Время определения Low tPDLOW 60 240 µs
    Время записи в память tWR 10 50 ms
    Кривая ошибки термометра

    [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121]
    февраль 2007 г.
    пн вт ср чт пт сб вс
    1 2 3 4
    5 6 7 8 9 10 11
    12 13 14 15 16 17 18
    19 20 21 22 23 24 25
    26 27 28

    март 2007 г.
    пн вт ср чт пт сб вс
    1 2 3 4
    5 6 7 8 9 10 11
    12 13 14 15 16 17 18
    19 20 21 22 23 24 25
    26 27 28 29 30 31

    апрель 2007 г.
    пн вт ср чт пт сб вс
    1
    2 3 4 5 6 7 8
    9 10 11 12 13 14 15
    16 17 18 19 20 21 22
    23 24 25 26 27 28 29
    30

    май 2007 г.
    пн вт ср чт пт сб вс
    1 2 3 4 5 6
    7 8 9 10 11 12 13
    14 15 16 17 18 19 20
    21 22 23 24 25 26 27
    28 29 30 31

    июнь 2007 г.
    пн вт ср чт пт сб вс
    1 2 3
    4 5 6 7 8 9 10
    11 12 13 14 15 16 17
    18 19 20 21 22 23 24
    25 26 27 28 29 30

    июль 2007 г.
    пн вт ср чт пт сб вс
    1
    2 3 4 5 6 7 8
    9 10 11 12 13 14 15
    16 17 18 19 20 21 22
    23 24 25 26 27 28 29
    30 31

    август 2007 г.
    пн вт ср чт пт сб вс
    1 2 3 4 5
    6 7 8 9 10 11 12
    13 14 15 16 17 18 19
    20 21 22 23 24 25 26
    27 28 29 30 31

    сентябрь 2007 г.
    пн вт ср чт пт сб вс
    1 2
    3 4 5 6 7 8 9
    10 11 12 13 14 15 16
    17 18 19 20 21 22 23
    24 25 26 27 28 29 30

    октябрь 2007 г.
    пн вт ср чт пт сб вс
    1 2 3 4 5 6 7
    8 9 10 11 12 13 14
    15 16 17 18 19 20 21
    22 23 24 25 26 27 28
    29 30 31


    Page created in 0.05266 seconds