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DS18201 DS1820 单总线数字温度计 DS1820 单总线数字温度计 一一概述1概述11 一般说明1 一般说明 DS1820 数字温度计提供 9 位温度读数,指示器件的温度 信息经过单线接口送入 DS1820 或从 DS1820 送出因此从中央处理器到 DS1820 仅需连接一条线和地读写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源因为每一个 DS1820 有唯一的系列号silicon serial number因此多个 DS1820 可以存在于同一条单线总线上这允许在许多不同的地方放置温度灵敏器件此特性的应用范围包括 HVAC环境控制建筑物设备或机械内的温度检测以及过程监视和控制中的温度检测 1 12 特性2 特性 独特的单线接口只需 1 个接口引脚即可通信 多点multidrop能力使分布式温度检测应用得以简化 不需要外部元件 可用数据线供电 不需备份电源 济南清风电子 -更多资料和源程序，请访问以下网站=h t t p:/w w w.q f m c u.c o mh t t p:/w w w.m c u b b s.n e t DS18202 测量范围从-55至+125增量值为 0.5等效的华氏温度范围是-67F至257 F 增量值为 0.9F 以 9 位数字值方式读出温度 在 1 秒典型值内把温度变换为数字 用户可定义的非易失性的温度告警设置 告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件温度告警情况 应用范围包括恒温控制工业系统消费类产品温度计或任何热敏系统1.3 引脚排列 1.4 详细的引脚说明1.3 引脚排列 1.4 详细的引脚说明 引 脚8 脚 SOIC引脚PR35符号 说 明 5 1 GND地 4 2 DQ单线运用的数据输入/输出引脚漏极开路见寄生电源一节 3 3 VDD可选 VDD引脚有关连接的细节见寄生电源一节 二 二详细说明2详细说明21 综述1 综述图 1 的方框图表示 DS1820 的主要部件 DS1820 有三个主要的数据部件 1 64 位激光 laseredROM;2温度灵敏元件和 3非易失性温度告警触发器 TH 和 TL器件从单线的通信线取得其电源在信号线为高电平的时间周期内把能量贮存在内部的电容器中在单信号线为低电平的时间期内断开此电源直到信号线变为高电平重新接上寄生电容电源为止作为另一种可供选择的方法DS1820 也可用外部 5V 电源供电引脚说明引脚说明GND 地地DQ 数字输入输出数字输入输出VDD 可选的可选的 VDDNC 空引脚空引脚DNC 不连接不连接 DS18203 图 1 DS1820 方框图 图 1 DS1820 方框图与 DS1820 的通信经过一个单线接口在单线接口情况下在 ROM 操作未定建立之前不能使用存贮器和控制操作 主机必须首先提供五种 ROM 操作命令之一 1 Read ROM(读 ROM)2 Match ROM(符合 ROM),3)Search ROM(搜索 ROM),4)Skip ROM(跳过 ROM),或 5Alarm Search(告警搜索)这些命令对每一器件的 64 位激光 ROM 部分进行操作如果在单线上有许多器件那么可以挑选出一个特定的器件并给总线上的主机指示存在多少器件及其类型在成功地执行了 ROM 操作序列之后可使用存贮器和控制操作然后主机可以提供六种存贮器和控制操作命令之一 一个控制操作命令指示 DS1820 完成温度测量该测量的结果将放入 DS1820 的高速暂存便笺式存贮器Scratchpad memory 通过发出读暂存存储器内容的存储器操作命令可以读出此结果每一温度告警触发器 TH 和 TL 构成一个字节的 EEPROM如果不对 DS1820 施加告警搜索命令这些寄存器可用作通用用户存储器使用存储器操作命令可以写 TH 和 TL对这些寄存器的读访问通过便笺存储器所有数据均以最低有效位在前的方式被读写2 22 寄生电源(parasite power)2 寄生电源(parasite power)方框图(图 1)示出寄生电源电路当 I/O 或 VDD引脚为高电平时这个电路便取得电源只要符合指定的定时和电压要求I/O 将提供足够的功率标题为单总线系统一节寄生电源的优点是双重的1利用此引脚远程温度检测无需本地电源2缺少正常电源条件下也可以读 ROM为了使 DS1820 能完成准确的温度变换当温度变换发生时I/O 线上必须提供足够的功率因为 DS1820 的工作电流高达 1mA5K 的上拉电阻将使 I/O 线没有足够的驱动能力如果几个 SD1820 在同一条 I/O 线上而且企图同时变换那么这一问题将变得特别尖锐有两种方法确保 DS1820 在其有效变换期内得到足够的电源电流第一种方法是发生温度变换 DS18204时在 I/O 线上提供一强的上拉如图 2 所示通过使用一个 MOSFET 把 I/O 线直接拉到电源可达到这一点当使用寄生电源方式时 VDD引脚必须连接到地向 DS1820 供电的另外一种方法是通过使用连接到 VDD引脚的外部电源如图 3 所示这种方法的优点是在 I/O 线上不要求强的上拉总线上主机不需向上连接便在温度变换期间使线保持高电平这就允许在变换时间内其它数据在单线上传送此外在单线总线上可以放置任何数目的DS1820而且如果它们都使用外部电源那么通过发出跳过SkipROM 命令和接着发出变换ConvertT 命令可以同时完成温度变换注意只要外部电源处于工作状态GND地引脚不可悬空 图 2 强上拉在温度变换期内向 DS1820 供电 图 2 强上拉在温度变换期内向 DS1820 供电在总线上主机不知道总线上 DS1820 是寄生电源供电还是外部 VDD供电的情况下在 DS1820 内采取了措施来通知采用的供电方案总线上主机通过发出跳过SkipROM 的操作约定然后发出读电源命令可以决定是否有需要强上拉的 DS1820 在总线上在此命令发出后主机接着发出读时间片如果是寄生供电DS1820 将在单线总线上送回0如果由 VDD引脚供电它将送回1如果主机接收到一个0它知道它必须在温度变换期间在 I/O 线上供一个强的上拉有关此命令约定的详细说明见存贮器命令功能一节2 23 运用3 运用测量温度测量温度SDS1820 通过使用在板on-board温度测量专利技术来测量温度温度测量电路的方框图见图 4 所示 DS18205 图 3 使用 VDD提供温度变换所需电流 图 4 温度测量电路图 3 使用 VDD提供温度变换所需电流 图 4 温度测量电路 DS1820 通过门开通期间内低温度系数振荡器经历的时钟周期个数计数来测量温度而门开通期由高温度系数振荡器决定计数器予置对应于-55的基数如果在门开通期结束前计数器达到零那么温度寄存器它也被予置到-55的数值将增量指示温度高于-55同时计数器用钭率累加器电路所决定的值进行予置为了对遵循抛物线规律的振荡器温度特性进行补偿这种电路是必需的时钟再次使计数器计值至它达到零如果门开通时间仍未结束那么此过程再次重复钭率累加器用于补偿振荡器温度特性的非线性以产生高分辩率的温度测量通过改变温度每升高一度计数器必须经历的计数个数来实行补偿因此为了获得所需的分辩率计数器的数值 DS18206以及在给定温度处每一摄氏度的计数个数钭率累加器的值二者都必须知道此计算在 DS1820 内部完成以提供 0.5的分辩率温度读数以 16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供表 1 说明输出数据对测量温度的关系数据在单线接口上串行发送DS1820 可以以 0.5的增量值在 0.5至+125的范围内测量温度对于应用华氏温度的场合必须使用查找表或变换系数注意在 DS1820 中温度是以 1/2LSB最低有效位形式表示时产生以下 9 位格式MSB 最高有效位 最低有效位 LSB 1 1 1 0 0 1 1 1 0 =-25最高有效符号位被复制到存储器内两字节的温度寄存器中较高 MSB 的所有位这种符号扩展产生了如表 1 所示的 16 位温度读数以下的过程可以获得较高的分辩率首先读温度并从读得的值截去 0.5位(最低有效位)这个值便是 TEMP_READ然后可以读留在计数器内的值此值是门开通期停止之后计数剩余COUNT_REMAIN所需的最后一个数值是在该温度处每一摄氏度的计数个数COUNT_PER_C于是用户可以使用下式计算实际温度 表 1 温度/数据关系 表 1 温度/数据关系 温 度数字输出/二进制 安息字输出十六进制+12500000000 1111101000FAh +2500000000 001100100032h+1/200000000 000000010001h +000000000 000000000000h-1/211111111 11111111FFFFh -2511111111 11001110FFCEh -5511111111 10010010FF92h 2 24 运用4 运用告警信号告警信号 在 DS1820 完成温度变换之后温度值与贮存在 TH 和 TL 内的触发值相比较因为这些寄存器仅仅是 8 位所以 0.5位在比较时被忽略TH 或 TL 的最高有较位直接对应于 16 位温度寄存器的符号位如果温度测量的结果高于 TH 或低于 TL那么器件内告警标志将置位每次温度测量更新此标志只要告警标志置位DS1820 将对告警搜索命令作出响应这允许并联连接许多 DS1820C_PER_COUNT)REMAIN_COUNTC_PER_COUNT(25.0READ_TEMP(TEMPRATURE+=温度 DS18207同时进行温度测量如果某处温度超过极限那么可以识别出正在告警的器件并立即将其读出而不必读出非告警的器件2 25 64 位激光 ROM5 64 位激光 ROM每一 DS1820 包括一个唯一的 64 位长的 ROM 编码开绐的 8 位是单线产品系列编码DS1820 编码是 10h接着的 48 位是唯一的系列号最后的 8 位是开始 56 位 CRC见图 564位 ROM 和 ROM 操作控制部分允许 DS1820 作为一个单线器件工作并遵循单线总线系统一节中所详述的单线协议直到 ROM 操作协议被满足DS1820 控制部分的功能是不可访问的此协议在 ROM操作协议流程图 图 6 中叙述 单线总线主机必须首先操作五种 ROM 操作命令之一 1 Read ROM(读ROM),2)Match ROM(匹配 ROM),3)Search ROM(搜索 ROM),4)Skip ROM(跳过 ROM),或 5)Alarm Search告警搜索在成功地执行了 ROM 操作序列之后DS1820 特定的功能便可访问然后总线上主机可提供六个存贮器和控制功能命令之一图 5 64 位激光 ROM图 5 64 位激光 ROM8 位 CRC 编号48 位序列号8 位产品系列编码MSB LSB MSB LSE MSB LSB最高有效位最低有效位 DS18208 图 6 ROM 操作流程图2 图 6 ROM 操作流程图26 CRC 产生6 CRC 产生DS1820 有一存贮在 64 位 ROM 的最高有效字节内的 8 位 CRC总线上的主机可以根据 64 位 ROM 的前 56 位计算机 CRC 的值并把它与存贮在 DS1820 内的值进行比较以决定 ROM 的数据是否已被主机正确地接收CRC 的等效多项式函数为CRC=X8+X5+X4+1 DS18209DS1820 也利用与上述相同的多项式函数产生一个 8 位 CRC 值并把此值提供给总线的主机以确认数据字节的传送在使用 CRC 来确认数据传送的每一种情况中总线主机必须使用上面给出的多项式函数计算 CRC 的值并把计算所得的值或者与存贮在 DS1820 的 64 位 ROM 部分中的 8 位 CRC 值ROM 读数或者与 DS1820 中计算得到的 8 位 CRC 值在读暂存存贮器中时它作为第九个字节被读出进行比较CRC 值的比较和是否继续操作都由总线主机来决定当存贮在 DS1820 内或由 DS1820 计算得到的 CRC 值与总线主机产生的值不相符合时在 DS1820 内没有电路来阻止命令序列的继续执行总线 CRC 可以使用如图 7 所示由一个移位寄存器和异或XOR门组成的多项式产生器来产生其它有关 Dallas 公司单线循环冗余校验的信息可参见标题为理解和使用 Dallas 半导体公司接触式存贮器产品的应用注释移位寄存器的所有位被初始化为零然后从产品系列编码的最低有效位开始每次移入一位当产品系列编码的 8 位移入以后接着移入序列号在序列号的第 48 位进入之后移位寄存器便包含了 CRC 值移入 CRC 的 8 位应该使移位寄存器返回至全零 图 7 单线 CRC 编码 图 7 单线 CRC 编码 2 27 存贮器7 存贮器DS1820 的存贮器如图所示那样被组织存贮器由一个高速暂存便笺式RAM 和一个非易失性电可擦除E2RAM 组成后者存贮高温度和低温度和触发器 TH 和 TL暂存存贮器有助于在单线通信时确保数据的完整性数据首先写入暂存存贮器在那里它可以被读回当数据被校验之后复制暂存存贮器的命令把数据传送到非易失性E2RAM这一过程确保了更改存贮器时数据的完整性SCRATCHPAD BYTE E2RAMTEMPERATURE LSB 0TEMPERATURE MSB 1TH/USERBYTE1 2TH/USERBYTE1TL/USERBVTE2 3TL/USERBVTE2RESERVED 4RESERVED 5COUNT REMAIN 6COUNT PER 7CRC 8 DS182010 图 8 DS1820 存贮器映象图图 8 DS1820 存贮器映象图 暂存存贮器是按 8 位字节存储器来组织的头两个字节包含测得温度信息第三和第四个字节是 TH 和 TL 的易失性拷贝在每一次上电复位时被刷新接着的两个字节没有使用但是在读回时它们呈现为逻辑全 1第七和第八个字节是计数寄存器它们可用于获得较高的温度分辨率见运用测量温度 一节还有第九个字节它可用 Read Scratchpad读暂存存贮器命令读出该字节包含一个循环冗余校验CRC字节它是前面所有 8 个字节的 CRC 值此 CRC 值以CRC 产生一节中所述的方式产生 2 28 单线总线系统8 单线总线系统单线总线是一种具有一个总线主机和一个或若干个从机从属器件的系统DS1820起从机的作用这种总线系统的讨论分为三个题目硬件接法处理顺序以及单线信号信号类型与定时2.8.1 硬件接法2.8.1 硬件接法根据定义单线总线只有一根线这一点是重要的即线上的第一个器件能在适当的时间驱动该总线为了做到这一点第一个连接到单线总线上的器件必须具有漏极开路或三态输出DS1820 的单线接口I/O 引脚是漏极开路的其内部等效电路如图 9 所示多站multidrop总线由单线总线和多个与之相连的从属器件组成单线总线要求近似等于 5k的上拉电阻 单线总线的空闲状态是高电平不管任何原因如果执行需要被挂起那么若要重新恢复执行总线必须保持在空闲状态如果不满足这一点且总线保持在低电平时间大于 480us那么总线上所有器件均被复位存在脉冲presence pulse使总线主机知道 DS1820 在总线上并已准备好工作详情见单线信号一节 图 9 硬件接法图 9 硬件接法 2.8.2 处理顺序2.8.2 处理顺序 DS182011 经过单线接口访问 DS1820 的协议protocol如下 初始化 ROM 操作命令 存贮器操作命令 处理/数据 2.8.2.1 初始化2.8.2.1 初始化 单线总线上的所有处理均从初始化序列开始初始化序列包括总线主机发出一复位脉冲接着由从属器件送出存在脉冲 2.8.2.2 ROM 操作命令2.8.2.2 ROM 操作命令一旦总线主机检测到从属器件的存在它便可以发出器件 ROM 操作命令之一所有 ROM 操作命令均为 8 位长这些命令列表如下参见图 6 的流程图Read ROM(读 ROM)33hRead ROM(读 ROM)33h此命令允许总线主机读 DS1820 的 8 位产品系列编码唯一的 48 位序列号以及 8 位的 CRC此命令只能在总线上仅有一个 DS1820 的情况下可以使用如果总线上存在多于一个的从属器件那么当所有从片企图同时发送时将发生数据冲突的现象漏极开路会产生线与的结果Match ROM(Match ROM(符合符合 ROM)55h ROM)55h符合ROM 命令后继以 64 位的 ROM 数据序列允许总线主机对多点总线上特定的 DS1820寻址只有与 64 位 ROM 序列严格相符的 DS1820 才能对后继的存贮器操作命令作出响应所有与 64位 ROM 序列不符的从片将等待复位脉冲此命令在总线上有单个或多个器件的情况下均可使用Skip ROM(Skip ROM(跳过跳过ROM)CChROM)CCh在单点总线系统中此命令通过允许总线主机不提供 64 位 ROM 编码而访问存储器操作来节省时间如果在总线上存在多于一个的从属器件而且在 Skip ROM 命令之后发出读命令那么由于多个从片同时发送数据会在总线上发生数据冲突漏极开路下拉会产生线与的效果Search ROM(搜索 ROM)F0hSearch ROM(搜索 ROM)F0h当系统开始工作时总线主机可能不知道单线总线上的器件个数或者不知道其 64 位 ROM 编码搜索 ROM 命令允许总线主机使用一种消去elimination处理来识别总线上所有从片的 64 位ROM 编码Alarm Search(告警搜索)EChAlarm Search(告警搜索)ECh此命令的流程与搜索 ROM 命令相同但是仅在最近一次温度测量出现告警的情况下DS1820才对此命令作出响应告警的条件定义为温度高于 TH 或低于 TL只要 DS1820 一上电告警条件 DS182012就保持在设置状态直到另一次温度测量显示出非告警值或者改变 TH 或 TL 的设置使得测量值再一次位于允许的范围之内贮存在 EEPROM 内的触发器值用于告警ROM 搜索举例ROM 搜索举例ROM 搜索过程是简单三步过程的重复读一位读核位的补码complement然后写所需的那一位的值总线主机在 ROM 的每一位上完成这一简单的三步过程在全部过程完成之后总线主机便知道一个器件中 ROM 的内容 器件中其余的数以及它们的 ROM 编码可以由另外一个过程来识别以下 ROM 搜索过程的例子假设四个不同的器件连接到同一条单线总线上四个器件的 ROM 数据如下所示ROM1 00110101ROM2 10101010ROM3 11110101ROM4 00010001搜索过程如下搜索过程如下1.总线主机通过发出复位脉冲开始初始化序列从属器件通过发出同时的存在脉冲作出响应2.然后总线主机在单线总线上发出搜索 ROM 命令3.总线主机从单线过程中读一位每一器件通过把它们各自 ROM 数据的第一位的值放到单线总线上来作出响应ROM1 和 ROM4 将把一个 0 放在单线总线上即把它拉至低电平ROM2和 3 通过使总线停留在高电平而把 1 放在单线总线上结果是线上所有器件的逻辑与因此总线主机接收到一个 0总线主机读另一位因为搜索 ROM 数据命令正在执行所以单线总线上所有器件通过把它各自 ROM 数据第一位的补码放到单线总线上来对这第二个读作出响应ROM1 和 ROM4把 1 放在单总线上使之处于高电平ROM2 和 ROM3 把 0 放在单线上因此它将被拉至低电平对于第一个 ROM 数据位的补码总线主机观察到的仍是一个 0总线主机便可决定在单线总线上有一些第一位为 0 的器件和一些第一位为 1 的器件从三步过程的两次读中可获得的数据具有以下的解释00 有器件连接着在此数据位上它们的值发生冲突01 有器件连接着在此数据位上它们的值均为 010 有器件连接着在此数据位上它们的值均为 111 没有器件与单线总线相连4.总线主机写一个 0在这次搜索过程的其余部分将不选择 ROM2 和 ROM3仅留下连接到单线总线的 ROM1 和 ROM4 TARGETECH DS182013 5.总线主机再执行两次读并在一个 1 位之后接收到一个 0 位这表示所有还连接在总线上的器件的第二个 ROM 数据位为 0 6.总线主机接着写一个 0使 ROM1 和 ROM4 二者继续保持连接7.总线主机执行两次读并接收到两次 0 数据位这表示连接着的器件的 ROM 数据的第三位都是 1 数据位和 0 数据位8.总线主机写一个 0 数据位这将不选择 ROM1 而把 ROM4 作为唯一仍连接着的器件加以保留9.总线主机读 ROM4 的 ROM 数据位的剩余部分而且访问需要的部件这就完成了第一个过程并且唯一地识别出单线总线上的部件10.总线主机通过重复步骤 1 至 7 开始一个新的 ROM 搜索序列11.总线主机写一个 1这将不与 ROM4 发生联系而唯一地与 ROM1 仍保持着联系12.总线主机对于 ROM1 读出 ROM 位的剩余部分而且如果需要的话与内部逻辑通信这就完成了第二个 ROM 搜索过程在其中 ROM 中的另一个被找到13.总线主机通过重复步骤 1 至 3 开始一次新的 ROM 搜索14.总线主机写一个 1 数据位这使得在这一搜索过程的其余部分不选择 ROM1 和 ROM4仅留下 ROM2 和 ROM3 与系统相连接15.总线主机执行两个读时间片并接收到两个零16.总线主机写一个 0 数据位这去掉 ROM3仅留下 ROM217.总线主机对于 ROM2 读出 ROM 数据位的剩余部分而且若有需要便与内部逻辑通信这完成了第三个 ROM 搜索过程在此过程中找到另一个 ROM18.总线主机通过重复步骤 13 至 15 开始一次新的 ROM 搜索19.总线主机写一个 1 数据位这去掉 ROM2仅留下 ROM320.总线主机读出 ROM3 数据位的剩余部分而且若有需要就与内部逻辑通信这样便完成了第 4 个 ROM 搜索过程在这过程中找到了另一个 ROM注意下述内容注意下述内容在第一次 ROM 搜索过程中总线主机知道一个单线器件的唯一的 ID识别号ROM 数据样本取得部件唯一 ROM 编码的时间为960s+8+36461s=13.16mS因此总线主机每秒钟能够识别 75 个不同的单线器件2.8.3 I/O 信号2.8.3 I/O 信号 TARGETECH DS182014DS1820 要求严格的协定protocols来确保数据的完整性协议由几种单线上信号类别型组成复位脉冲存在脉冲写 0写 1读 0和读 1所有这些信号除了存在脉冲之外均由总线主机产生开始与 DS1820 的任何通信所需的初始化序列和图 11 所示后继以存在脉冲的复位脉冲表示DS1820 已经准备好发送或接收给出正确的 ROM 命令和存贮器操作命令的数据总线主机发送TX一复位脉冲最短为 480s 的低电平信号接着总线主机便释放此线并进入接收方式Rx单线总线经过 5k 的上拉电阻被拉至高电平状态在检测到 I/O 引脚上的上升沿之后DS1820 等待 15-60s 并且接着发送存在脉冲60-240s 的低电平信号 2.8.3.1 存贮器操作命令 2.8.3.1 存贮器操作命令表 2 和图 10 的流程图给出下述命令约定的摘要 TARGETECH DS182015 图 10 存贮器操作流程图 图 10 存贮器操作流程图 TARGETECH DS182016 图 10 存贮器操作流程图 图 10 存贮器操作流程图续续 TARGETECH DS182017 图 10 存贮器操作流程图 图 10 存贮器操作流程图续续 图 11 初始化过程 图 11 初始化过程复位和存在脉冲复位和存在脉冲 TARGETECH DS182018 表 2 DS1820 命令集表 2 DS1820 命令集 指 令 说 明 约定代码 发出约定代码后单总线的操作注 温 度 变 换 命 令 温度变换启动温度变换44h读温度忙状态1 存 储 器 命 令 读暂存存储器从暂存存储器读字节BEh读 9 字节数据 写暂存存储器写字节至暂存存储器地此 2 和 3处TH 和 TL 温度触发器4Eh写数据至地此 2 和地此 3 的 2 个字节复制暂存存储器把暂存存储器复制入非易性存储器仅地此 2 和地此 343h读复制状态2 重新调出 E2把贮存在非易失性存储器内的数值重新调入暂存存储器温度触发器E3h读温度忙状态 读电源发 DS1820 电源方式的信号至主机B4h读电源状态注1.温度变换需要 2 秒钟在接收到温度变换命令之后如果器件未从 VDD引脚取得电源那么DS1820 的 I/O 引线必须至少保持 2 秒的高电平以提供变换过程所需的电源这样在温度变换命令发出之后至少在此期间内单线总线上不允许发生任何其他的动作2.在接收到复制暂存存储器的命令以后 如果器件没有从 VDD引脚取得电源 那么 DS1820 的 I/O引脚必须至少维持 10ms 的高电平以便提供复制过程中所需的电源这样在复制暂存存储器命令发出之后至少在这一期间之内单线总线上不允许发生任何其他的动作 此命令写至 DS1820 的暂存存储器以地址 2 开始接着写的两个字节将被保存在暂存存储器地址 2 和 3 之间中发出一个复位便可在任何处终止写操作 读暂存存储器读暂存存储器Read ScratchpadRead ScratchpadBEhBEh 此命令读暂存存储器的内容读开始于字节 0并继续经过暂存存储器直至第九个字节字节 8CRC被读出为止如果不是所有位置均可读那么主机可以在任何时候发出一复位以中止读操作 复制暂存存储器复制暂存存储器Copy ScratchpadCopy Scratchpad48h48h TARGETECH DS182019 此命令把暂存存储器复制入 DS1820 的 E2存储器把温度触发器字节存贮入非易失性存储器如果总线主机在此命令之后发出读时间片那么只要 DS1820 正忙于把暂存存储器复制入 E2它就会在总线上输出0当复制过程完成之后它将反回1如果由寄生电源供电总线主机在发出此命令之后必须能立即强制上拉至少 10mS 温度变换温度变换Convert TConvert T44h44h 此命令开始温度变换不需要另外的数据温度变换将被执行接着 DS1820 便保持在空闲状态如果总线主机在此命令之后发出读时间片那么只要 DS1820 正忙于进行温度变换它将在总线上输出0当温度变换完成时它便返回1如果由寄生电源供电那么总线主机在发出此命令之后必须立即强制上拉至少 2 秒 重新调出 E2重新调出 E2Recall E2Recall E2B8hB8h 此命令把贮存在 E2中温度触发器的值重新调至暂存存储器这种重新调出的操作在对 DS1820上电时也自动发生因此只要器件一接电暂存存储器内就有有效的数据可供使用在此命令发出之后对于所发出的第一个读数据时间片器件都将输出其忙的标志0=忙1=准备就绪 读电源读电源Read Power SupplyRead Power SupplyB4hB4h 对于在此命令送至 DS1820 之后所发出的第一读出数据的时间片器件都会给出其电源方式的信号0=寄生电源供电1=外部电源供电 2.8.3.1 读/写时间片 2.8.3.1 读/写时间片通过使用时间片time slots来读出和写入 DS1820 的数据时间片用于处理数据位和指定进行何种操作的命令字读时间片读时间片Write Tim SlotsWrite Tim Slots当主机把数据线从高逻辑电平拉至低逻辑电平时产生写时间片有两种类型的写时间片写1 时间片和写 0 时间片所有时间片必须有最短为 60 微秒的持续期在各写周期之间必须有最短为 1 微秒的恢复时间在 I/O 线由高电平变为低电平之后DS1820 在 15s 至 60s 的窗口之间对 I/O 线采样如果线为高电平写 1 就发生如果线为低电平便发生写 0见图 12 TARGETECH DS182020图 12 读/写时序 图 12 读/写时序 对于主机产生写 1 时间片的情况数据线必须先被拉至逻辑低电平然后就被释放使数据线在写时间片开始之后的 15 微秒之内拉至高电平对于主机产生写 0 时间片的情况数据线必须被拉至逻辑低电平且至少保持低电平 60s读时间片读时间片当从 DS1820 读数据时主机产生读时间片当主机把数据线从逻辑高电平拉至低电平时产生读时间片数据线必须保持在低逻辑电平至少 1 微秒来自 DS1820 的输出数据在读时间片下降沿之后 15 微秒有效因此为了读出从读时间片开始算起 15 微秒的状态主机必须停止把 I/O 引脚驱动至低电平见图 12在读时间片结束时I/O 引脚经过外部的上拉电阻拉回至高电平所有读时间片的最短持续期限为 60 微秒各个读时间片之间必须有最短为 1 微秒的恢复时间图 13 指出 TINRT,TRC 和 TSAMPLE之和必须小于 15s图 14 说明通过使 TINRT和 TRC尽可能小且把主机采样时间定在 15s 期间的末尾系统时序关系就有最大的余地 TARGETECH DS182021 图 13 详细的主机读 图 13 详细的主机读1 1时序时序 图 14 推荐的主机读 图 14 推荐的主机读1 1时序 表 3 存储器操作举例时序 表 3 存储器操作举例 举例总线主机产生温度变换命令然后读出温度假定采用寄生供电 主机方式 数据LSB 在先 注 释TXReset(复位)复位脉冲480_960sRXPresence存在存在脉冲TX55h发出Match ROM符合 ROM命令TX64 位 ROM 代码发出 DS1820 地址TX44h发出Convert T温度变换命令TXI/O 线高电平总线主机使 I/O 线至少保持 2 秒钟的高电平以便完成变换TXReset复位复位脉冲RXPresence存在存在脉冲TX55h发出Match ROM符合 ROM命令TX64 位 ROM 代码发出 DS1820 地址TXBEh发出Read Scratchpad读暂存存贮器命令 TARGETECH DS182022RX9 个数据字节读整个暂存存储器以及 CRC 主机现在重新计算机从暂存存储器接收来的 8 位数据字节的 CRC并把计算得到的 CRC 与读出的 CRC 比较如果二者相符主机继续操作如果不符重复此读操作TXReset复位复位脉冲RXPresence存在存在脉冲操作完成 表 4 存贮器操作举例表 4 存贮器操作举例举例 总线主机写存储器假定采用寄生供电且只有一个 DS1820 主机方式数据LSB在先 注 释TXReset(复位)复位脉冲RXPresence存在存在脉冲TXCChSkip ROM(跳过 ROM)命令TX4EhWrite Scratchpad写暂存存储器命令TX2 个数据字节写两个字节至暂存存储器TB 和 TLTXReset(复位)复位脉冲RXPresence存在存在脉冲TXCChSkip ROM跳过 ROM命令TXBEh读暂存存储器命令RX9 个数据字节读整个暂存存储器以及 CRC主机现在重新计算从暂存存储器接收来的 8 位数据字节的 CRC并把此 CRC 与暂存存储器读回的两个另外字节相比较如果数据相符主机继续工作否则重复这一过程TXReset(复位)复位脉冲RXPresence存在存在脉冲TXCChSkip ROM(跳过 ROM)命令TX48hCopy Scratchpad复制暂存存储器命令在发出此命令之后主机必须等待 6ms,以待复制操作的完成TXReset(复位)复位脉冲RXPresence存在存在脉冲操作完成 表 5 存储器操作举例表 5 存储器操作举例 举例温度变换与内插假定采用外部电源且仅有一个 DS1820 主机方式 数据LSB 在先 注 释TXCChSkip ROM(跳过 ROM)命令TX44hConvert T温度变换命令RX1 个数据字节读“忙”标志 3 次主机一个接一个连续读一个字节或位直至数据为 FFh全部位为 1为止TXReset(复位)复位脉冲 TARGETECH DS182023RXPresence存在存在脉冲TXCChSkip ROM(跳过 ROM)命令TXBEhRead Scratchpad读暂存存储器命令RX9 个数据字节读整个暂存存储器以及 CRC主机现在重新计算从暂存存储器接收到的 8 个数据位的 CRC并把二个 CRC 相比较如果 CRC 相符数据有效主机保存温度的数值并把计数寄存器和单位温度计数寄存器的内容分别作为COUNT_REMAIN 和 COUNT_PER_C 加以保存TXReset(复位)复位脉冲RXPresence存在存在脉冲,操作完成 CPU 如数据手册中所述的那样计算温度以得到较高的分辩率三三特性特性3.1 极限参数3.1 极限参数任何引脚相对于地的电压 -0.5V 至+7.0V运用温度 -55至+125贮存温度 -55至+125焊接温度 260,10 秒*这仅仅是极限额定值,并不意味着在这些条件下或在超出此说明书运用部分所指出的条件的情况下器件能有效地工作.延长在极限参数下工作时间可能影响可靠性 3.2 推荐的直流运用条件3.2 推荐的直流运用条件PARAMETERSYMBOL CONDITION MIN TYP MAX UNITSNOTESSupply Voltage VDD I/O Functions1/2AccurateTemperatureConversions 2.8 4.3 5.0 5.5 5.5 V1.2Data Pin I/o -0.5 5.5 V 2Logic 1 VIH 2.0VCC+0.3 V 2.3Logic 0 VIL -0.3 +0.8 V 2.4 3.3 直流电参数3.3 直流电参数-55至+125VDD=3.6V 至 5.5VPARAMETERSYMBOL CONDITION MIN TYP MAXUNITSNOTES TARGETECH DS182024Thermometer Error tERR0to+70-40to+0and+70to +85-55to-40and+85to +1251/212Input Logic HighVIH2.25.5VInput Logic LowVIL-0.3+0.8VSink Current1LVko=0.4V-4.0mA2Standby Curient1Q100150nA8Active Current1DD5001000uA5.6Input ResistanceR1500k7 3.4 交流电特性:单线接口3.4 交流电特性:单线接口(-55+125;VDD=3.6V 至 5.5V)PARAMETERSYMBOLMINTYPMAXUNITSNOTESTemperature Conversion TimetCONV1.22SecondTime SlottSLOT60120sRecovery TimetREC1sWrite 0 Low TimerLOW060120sWrite 1 Low TimetLOW1115sRead Data ValidtRDV15sReset Time HightRSTH480sReset Time LOWtRSTL4804800sPresence Detect HightPDHIGH1560sPresence Detect LowtPDLOW60240sCapacitanceCIN/OUT25s注注1 温度变换将以2的精度工作直至 VDD=3.4V2 所有电压均以地为参考点3 在 1mA 的源提供电源条件下规定逻辑1电压4 在 4mA 的吸收电流条件下规定逻辑0的电压5 在 VCC为 5.0V 的条件下规定 IDD6 工作电流active current指温度变换或写 E2存储器时的电流写 E2存贮器在高至 10ms的时间内消耗近似 200A TARGETECH DS1820257 I/O 线处于高阻状态且 II/O=08 备份电流Standby Curr
