摘要：介紹兩線數字溫度傳感器／實時時鐘芯片DS1629的特點、工作原理、應用中的接口設計和應注意的問題。

關鍵詞：DS1629；兩線總線；溫度測量；單片機；接口設計

1DS1629的結構特性

DS1629是專門為了方便溫度的數字化測量而設計的一種芯片，溫度的測量精度為±2．0℃（典型值）。

DS1629由6個部分組成：數字溫度傳感器、實時時鐘、兩線串行接口、數據寄存器、溫度和時鐘報警比較器及時鐘分頻器和緩沖器。由制造商標定的溫度傳感器無需外部器件。芯片一上電就開始進行溫度轉換。主機（通常為單片機）可以周期性地讀取溫度寄存器中最新轉換的溫度值；由于轉換是在“后臺”進行的，讀數據并不影響轉換的過程。二進制數據的讀／寫通過兩線總線進行，高位在前，每個寄存器的訪問都采用8位的命令協議。芯片的引腳分布圖如圖1所示，引腳的功能為：SDA：串行口數據I／O端；SCL：串行口時鐘I／O端；ALRM：報警輸出；GND：接地端；X2：

32．768kHz反饋輸出；X1：32．768kHz晶振輸入；OSC：振蕩器輸出；VDD：2．2V～5．5V電源。

2DS1629的工作原理

在DS1629中，溫度測量采用的是片上的溫度測量技術，測量范圍為－55℃到＋125℃，芯片可以通過編程配置為轉換一次即保存轉換結果，然后轉到待命狀態；也可以配置成連接轉換的工作模式。

2．1實時時鐘／日歷功能

DS1629的實時時鐘／日歷數據是通過兩線的命令協議C0h來訪問的。如果兩線控制字的讀／寫控制位置為0，主機（單片機）就設置時鐘（把數據寫入時鐘寄存器），反之則從時鐘寄存器讀取當前的時間值。

2．2報警功能

當DS1629的溫度達到或超過存儲在溫度觸發寄存器TH中的上限時，溫度報警標志TAF就變為有效的高電平并一直保持到溫度下降到溫度下限寄存器TL中的值。

當時鐘寄存器中的數值與時鐘報警寄存器中的數值—致時，時鐘報警標志CAF有效并一直保持到總線上的主機（單片機）通過C0h命令或C7h命令對時鐘寄存器或時鐘報警寄存器進行讀／寫操作時為止。

2．3SRAM的操作

DS1629中32個字節的SRAM是為用戶設計的，其地址范圍為00h～1Fh，可以通過兩線協議17h對其進行讀／寫操作，讀／寫操作可以是單字節模式或頁模式。

2．4配置／狀態寄存器的操作

對配置／狀態寄存器的訪問是通過ACh命令來實現的，數據的讀寫總是高位（MSb）在前，低位（LSb）在后，對高位字節（MSB）可以進行讀／寫操作，對低位字節（LSB）則只能進行讀操作，其格式如表1所示，各位的具體含義如下：

（1）溫度轉換模式位ISH。該位為1時，芯片在收到開始轉換命令后進行轉換；該位為0時則芯片連續進行溫度轉換并把最后一次的轉換結果保存在溫度寄存器中。其默認值是0。（2）報警信號控制位POL。（3）上電轉換狀態位CNV（默認值是0）。該位與ISH的不同組合確定具體的工作模式。當CNV和ISH為00時，芯片一上電就連續進行轉換；為01時芯片在上電后自動進行一次溫度轉換，隨后的轉換是由溫度轉換命令啟動的；為10時芯片在上電后進入待命狀態，一旦有開始轉換命令就連續進行轉換；為11時芯片上電后進入待命狀態，一有命令就啟動一次轉換并保存結果。（4）報警模式控制位A1和A0（默認值為00）。（5）振蕩器輸出設定位OS1和OS0（默認值為11）。（6）時鐘報警標志位CAF。（7）溫度報警標志位TAF。（8）時鐘報警鎖存位CAL。

2．5兩線串行數據總線

DS1629支持兩線總線和雙向數據協議。通過漏極開路輸出的I／O線SDA和SCL連接到總線上，在總線上屬于從機。

根據讀寫控制位的不同數值，兩線總線有兩種不同的數據傳輸類型：（1）數據從主機（單片機）發送器傳送到從機接收器，主機（單片機）傳送的第一個字節是從機的地址，隨后是若干字節的數據，從機每收到—個字節的數據就返回一個確認位。（2）數據由從機發送器傳送到主機（單片機）接收器，第一字節（從機地址）由主機（單片機）發送，從機返回—個確認位，隨后若干字節的數據由從機發送給主機（單片機）。除了最后—個字節外，主機（單片機）在收到所有的數據后需返回—個確認位。在收到最后—個字節時，主機（單片機）返回一個“非確認（高電平）”信號。

主機（單片機）產生串行時鐘信號及起始和結束信號，一次數據傳送以結束信號或重復的開始信號為結束。因為重復的開始信號也是下一次數據傳輸的開始，所以總線不會被釋放。

DS1629有如下兩種操作模式：（1）從機接收模式。串行數據和時鐘分別通過SDA和SCL接收，每接收—個字節就返回—個確認位，只有在數據傳輸的開始和最后才識別開始和結束信號。在從機的地址和方向位（即讀／寫控制位）收到以后，地址的識別由硬件來完成。（2）從機發送模式。這—模式下第一字節的接收和處理與接收模式相同。但在這—模式下傳輸方向位將表示傳輸方向被反向，串行數據由DS1629通過SDA送出，而時鐘信號則通過SCL輸入。

2．6從機地址

控制字是主機（單片機）發出的開始信號后的第一個字節，它由高4位控制碼、3位地址碼和讀／寫控制位組成。對DS1629而言，控制碼為二進制數1001。隨后的3位（A2、A1、A0）是設備的選擇位，由硬件設為高電平。控制字的最低位（讀／寫位）確定操作的具體類型，該位為1時讀操作，反之則為寫操作。

2．7控制字

DS1629的控制字有（1）配置寄存器指令ACh。若讀／寫位為0，該指令寫入配置寄存器。該指令送出后，隨后的數據字節被寫入控制寄存器；若讀／寫位為1，隨后讀出的是存儲在配置寄存器中的數據。（2）溫度開始轉換命令EEh。（3）溫度結束轉換命令22h。（4）讀溫度結果命令AAh。（5）訪問時鐘指令C0h。（6）訪問時鐘報警指令C7h。（7）訪問溫度上限TH指令A1h。（8）訪問溫度下限TL指令A2h。（9）訪問存儲器指令17h。