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1概述 DS7505[1]是 Maxim 公司的數(shù)字溫度計及溫控器，其工作電壓為 1.7～3.7 V，測量溫度范圍為-55℃～+125℃，當(dāng)所測溫度超過 0℃～+70℃時，其精度可達(dá)±0.5℃。 用該器件測量溫度時無需任何外部元件。 該器件讀取分辨率有 9 位、10 位、11位、12 位四檔，通過兩條串行接口線 SDA 和 SCL 進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。 DS7505 是以高位對齊低位補(bǔ)零的方式存儲數(shù)據(jù)，由于 DS7505 是從高位讀取數(shù)據(jù)，因此在只讀取整數(shù)溫度時，只需讀取一個字節(jié)。圖 1 給出 DS7505 的引腳排列，其中 SDA為數(shù)據(jù)的輸入輸出;SCL 為時鐘輸入;O.S. 為控制輸出;GND為接地;A0，A1 與 A2 為地址輸入;VDD 為輸入電壓。 
2 DS7505內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能 圖 2 為 DS7505 內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 包括地址及 I/O 接口控制器，精度參考，過采樣調(diào)制器，數(shù)字濾波器，溫控比較器以及 4 個寄存器，即配置寄存器，溫度寄存器、Tos 與 Thyst 寄存器。 2.1溫度寄存器 DS7505 把每次的溫度測量值經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后存到該寄存器內(nèi)。它是 2 個字節(jié)寄存器,溫度值以二進(jìn)制形式存儲在該寄存器內(nèi)如表 1 所示。 符號位(S)表示溫度值的正負(fù)，S 為 0 代表正，S 為 1 代表負(fù)。 該位可隨時讀取，且并不影響該溫度寄存器正在運(yùn)行的操作。 該寄存器的 Bit0～Bit3 位被硬件置零。按照先從高位存儲，低位補(bǔ)零的原則存儲數(shù)據(jù)，如存儲 12位溫度數(shù)據(jù)時用 Bit15～Bit4 存儲; 存儲 11 位溫度數(shù)據(jù)時，使用 Bit15～Bit5，并把 Bit4 置零;依次類推存儲 10 位、9 位溫度數(shù)據(jù)。 存儲時選用哪種數(shù)據(jù)分辨率 (9 位、10 位、11 位或 12位)需對配置寄存器進(jìn)行設(shè)置。 
2.2配置寄存器 使用配置寄存器來設(shè)置 DS7505， 如溫度數(shù)據(jù)讀取分辨率、操作模式、容錯能力、輸出引腳極性等設(shè)置。 該寄存器的各位表示如表 2 所示，表 3 是對其各位功能的詳細(xì)描述。 
SD=1 時 DS7505 處于睡眠模式 ， 此時轉(zhuǎn)換結(jié)束并把轉(zhuǎn)換結(jié)果存入溫度寄存器內(nèi)， DS7505 進(jìn)入低功耗待機(jī)狀態(tài)。SD=0 時 DS7505 回到正常操作狀態(tài)———轉(zhuǎn)換和溫控操作 ，此時 DS7505 執(zhí) 行 溫 度 測 量 ， 并 把 結(jié) 果 存 入 溫 度 寄 存 器 ，DS7505 進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
TM 位用來設(shè)置 DS7505 的工作模式 。 TM=0 則 DS7505處于比較器模式，當(dāng)測得的溫度值連續(xù)超過 Tos 寄存器中的溫度值數(shù)次后 (超過次數(shù)取決于配置寄存器中的 F1 與 F0位)，則激活 O.S.，并 O.S.一直保持有效，直到溫度低于 Thyst寄存器內(nèi)的數(shù)值為止。 當(dāng) DS7507 是由比較器模式進(jìn)入睡眠模式，則不清除 O.S.輸出。 TM=1 則 DS7505 處于中斷模式，當(dāng)所測值連續(xù)超過 Tos 寄存器內(nèi)溫度值數(shù)次后，O.S.激活。 一旦激活 O.S.只能使 DS7505 處于睡眠模式或者從任意寄存器讀取數(shù)據(jù)才能使其失效，O.S.失效后其輸出清零，當(dāng)測量溫度低于 Thyst 寄存器內(nèi)的數(shù)值連續(xù)數(shù)次后，O.S.被重新激活[2]。存儲溫度數(shù)據(jù)前，應(yīng)配置寄存器的 Bit6 和 Bit5(即 R1 與R0)，用于選擇溫度數(shù)據(jù)存儲分辨率。 如表 4 所示。 
配置寄存器的 F0 與 F1 位用于設(shè)置溫控器的容錯能力，即規(guī)定所測溫度連續(xù)超過 Tos 或 Thyst 寄存器內(nèi)數(shù)值的次數(shù)，即激活 O.S.的條件，F(xiàn)1F0=00 時激活 O.S.所需連續(xù)次數(shù)為1;F1F0=01 時 ， 所需次數(shù)為 2;F1F0=10 時 ， 所需次數(shù)為 4;F1F0=11，所需次數(shù)為 6。 2.3寄存器指針 寄存器指針是一個 8 位寄存器， 其中高 6 位置零， 低 2位(P1 和 P0)用來設(shè)置訪問寄存器，如表 5 所示。 對 DS7505讀寫操作時必須先通過 P1 和 P0 設(shè)定要訪問的寄存器。 一旦設(shè)定后不能對其更改。 從溫度寄存器讀取數(shù)據(jù)時，只需設(shè)定一次寄存器指針，只要不改變，數(shù)據(jù)將順序從寄存器讀出。 但是當(dāng)寄存器寫入時， 每寫入一次 (即便是向同一寄存器寫入)，寄存器指針都需要重新設(shè)定。 上電時指針默認(rèn)指向溫度寄存器，因此讀數(shù)溫度寄存器無需重新設(shè)定指針。 2.4 Tos與Thyst寄存器 Tos 和 Thyst 寄存器的數(shù)據(jù)格式與溫度寄存器相同。 每次溫度轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換值都與儲存在這兩個寄存器中的數(shù)值進(jìn)行比較。O.S.的輸出是根據(jù) DS7505 的操作模式和比較器的結(jié)果進(jìn)行更新。 在溫控器比較期間所使用的 Tos 和 Thyst 中的數(shù)值的位數(shù)與溫度數(shù)據(jù)讀取分辨率相同，如分辨率為 9，則溫控比較器只使用 Tos 和 Thyst 的高 9 位。 如未用 DS7505 的控溫能力，O.S.位的輸出就與 Tos 和 Thyst 無關(guān)，此時這兩個寄存器可用做一般存儲器存儲數(shù)據(jù)。 3 2線串行數(shù)據(jù)總線 DS7505 通過串行時鐘信號 (SCL) 及串 行數(shù)據(jù)信 號(SDA)兩條 2 線串行數(shù)據(jù)總線進(jìn)行通信。 總線上,主機(jī) (如單片機(jī))產(chǎn)生 SCL 信號并發(fā)送啟動和停止命令。 當(dāng) SDA 和 SCL都為高電平，總線處于空閑狀態(tài)。 當(dāng) SCL 保持為高且 SDA 產(chǎn)生一個由高到低的電平時，主機(jī)開始傳輸數(shù)據(jù);當(dāng) SCL 保持為高而 SDA 由低變?yōu)楦邥r，主機(jī)停止數(shù)據(jù)傳送，總線回到空閑狀態(tài)。 所有通信都是從 MSB 位開始。 接收設(shè)備(主或從機(jī))每接收一個字節(jié)，都將在 SDA 上產(chǎn)生一個低電平的確認(rèn)信號ACK，當(dāng)主機(jī)接收完最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)時 ，將發(fā)送高電平的非確認(rèn)信號 NACK 來暗示接收數(shù)據(jù)已結(jié)束。 如圖 3 所示。 
總線上的每個從機(jī)都有一個可被尋址的 7 位地址(1 0 01 A2 A1 A0)，其中 A2、A1、A0 可由用戶通過設(shè)定相應(yīng)引腳的電平進(jìn)行選擇， 這樣可允許多達(dá) 8 個 DS7505 掛接在同一總線。 控制字節(jié)由主機(jī)發(fā)出，是由 7 位從機(jī)地址加上 R/W 位構(gòu)成，即 1 0 0 1 A2 A1 A0 R/W。 如果主機(jī)要由從機(jī)讀數(shù)據(jù)，則R/W=1,寫數(shù)據(jù)，則 R/W=0。 4 DS7505在測溫系統(tǒng)中的應(yīng)用 圖 4 給出數(shù)字溫度計和溫控器 DS7505 與單片機(jī) STC89LE52 結(jié)合構(gòu)成的測溫系統(tǒng)電路圖,可實現(xiàn)溫度測量和控制[3]。 在設(shè)計中，設(shè)定配置寄存器的 POL=0，即令 O.S.低電平有效而高電平無效，且開始時，令繼電器處于斷開狀態(tài)， 配置寄存器的 TM=0，DS7505 工作在比較模式下，通過編程設(shè)置門限溫度值，將采集的溫度數(shù)據(jù)與門限值相比較，當(dāng)?shù)陀陂T限值時，O.S.位處于無效狀態(tài)，輸出高電平，三極管導(dǎo)通，繼電器閉合，從而進(jìn)行加熱;當(dāng)采集的溫度值超過門限值且達(dá)到激活 O.S.的條件時，O.S.位被激活，低電平有效，三極管(VQ1關(guān)斷)，繼電器斷開從而進(jìn)行降溫。 用繼電器控制加熱器的開關(guān)可以使被測物體的溫度保持在一定的溫度范圍內(nèi)，即構(gòu)成一個恒溫器，另外可設(shè)置相應(yīng)的時間實現(xiàn)對物體定時加熱，在到達(dá)規(guī)定時間后由蜂鳴器報警來通知，隨后可由按鍵來結(jié)束蜂鳴器報警[4-5]。 
在設(shè)計中利用發(fā)光二級管(VQ2)作為指示燈 ，其點亮 、熄滅表示加熱器的加熱狀態(tài)和降溫狀態(tài)。 為了防止三極管 VQ1擊穿[6]，在電路上并聯(lián)一個二極管(VD1)，起保護(hù)作用。 5結(jié)語 DS7505 是一種無需任何外部器件就能實現(xiàn)溫度測量的數(shù)字溫控器，是擁有獨立溫控能力的器件。 它體積小，編程簡單，且精確度高，耗電低。 在設(shè)計的溫度測量系統(tǒng)中選用了 DS7505數(shù)字溫控器，實際應(yīng)用證明該器件使用簡單、測量精度高，并且不易受環(huán)境因素干擾，具有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。 摘自：中國計量測控網(wǎng)
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