提高DS1620的溫度分辨率

DS1620數(shù)字溫度計和恒溫器提供9位溫度讀數(shù)，指示器件溫度。該溫度以 0.5°C 為增量表示，提供 0.5°C 分辨率。在0°C至+70°C范圍內(nèi)，該器件的精度也高達(dá)0.5°C。在-40°C至0°C范圍以及+70°C至+85°C范圍內(nèi)，DS1620的精度在1°C以內(nèi)。 該器件將溫度范圍進(jìn)一步擴(kuò)展至-55°C至-40°C和+85°C至+125°C，精度在2°C以內(nèi)。

就溫度傳感器而言，這些精度非常好，但在某些情況下，0.5°C的分辨率是不夠的。在絕對溫度不如溫度趨勢那么重要的比例控制系統(tǒng)中，可能需要更高的分辨率。

對DS1620使用一些未記錄的測試模式，用戶可以在DS1620和一些架空軟件上提供0.1°C的分辨率。雖然這不會提高器件的精度，但它可以通過具有更精細(xì)的溫度分辨率來更好地控制某些系統(tǒng)。

操作測量溫度

DS1620通過使用板載專有的溫度測量技術(shù)來測量溫度。溫度測量電路的框圖如圖1所示。

DS1620通過計算低溫度系數(shù)振蕩器在由高溫度系數(shù)振蕩器確定的柵極周期內(nèi)經(jīng)過的時鐘周期數(shù)來測量溫度。計數(shù)器預(yù)設(shè)了對應(yīng)于-55°C的基數(shù)。 如果計數(shù)器在柵極周期結(jié)束前達(dá)到零，則溫度寄存器（也預(yù)設(shè)為-55°C值）將遞增，表示溫度高于-55°C。

同時，計數(shù)器被預(yù)設(shè)為由斜率累加器電路確定的值。需要該電路來補償振蕩器在整個溫度范圍內(nèi)的拋物線行為。然后再次計時計數(shù)器，直到它達(dá)到零。如果門期仍未完成，則重復(fù)此過程。

斜率累加器用于補償振蕩器隨溫度變化的非線性行為，從而產(chǎn)生高分辨率的溫度測量值。這是通過更改計數(shù)器在溫度中每個增量度數(shù)所需的計數(shù)數(shù)來完成的。因此，為了獲得所需的分辨率，必須知道計數(shù)器的值和給定溫度下每攝氏度的計數(shù)數(shù)（斜率累加器的值）。

在內(nèi)部，該計算在DS1620內(nèi)部完成，以提供0.5°C分辨率。注意，DS1620的溫度以1/2°C LSB表示，9位格式如下：

通過讀取溫度并從讀取值截斷0.5°C位（LSB）可以獲得更高的分辨率。此值為 TEMP_READ。然后可以讀取計數(shù)器中留下的值。此值是門期結(jié)束后剩余的計數(shù) （COUNT_REMAIN）。通過將斜率累加器的值加載到計數(shù)寄存器中，可以讀取該值，從而在該溫度下產(chǎn)生每攝氏度（COUNT_PER_C）的計數(shù)數(shù)。然后，用戶可以使用以下內(nèi)容計算實際溫度：

圖1.溫度測量電路

使用DS1620獲得0.1°C分辨率

以下步驟描述了從DS1620獲得0.1°C分辨率所需的過程。如果DS1620尚未處于ONESHOT模式，則發(fā)送帶有適當(dāng)寫入數(shù)據(jù)的WRITE CONFIG協(xié)議。有關(guān)該協(xié)議和模式設(shè)置的更多信息，請參見DS1620數(shù)據(jù)資料。

設(shè)置ONESHOT和CPU模式的協(xié)議：
0C 03（十六進(jìn)制）

僅設(shè)置單脈沖模式的協(xié)議：
0C 01（十六進(jìn)制）

上面列出的第一種協(xié)議通常是使用計算機(jī)控制DS1620時所需的模式設(shè)置。

向零件發(fā)出“開始轉(zhuǎn)換”命令（EE 十六進(jìn)制）。

發(fā)出READ CONFIG命令（交流十六進(jìn)制）從DS1620讀取配置寄存器數(shù)據(jù)。重復(fù)此命令，直到寄存器的最高有效位（即 DONE 位）為“1”。這意味著溫度轉(zhuǎn)換已完成。使用 C 語言命名法對該條件的邏輯描述是：

（config & 0x80） = = 0x80

發(fā)出讀取溫度命令，如數(shù)據(jù)手冊中所述，該命令為 AA 十六進(jìn)制。從讀取值中截斷 1/2 度位，并將其轉(zhuǎn)換為有符號整數(shù)。修改后的值TEMP_READ。

發(fā)出讀取計數(shù)器命令，該命令未記錄在數(shù)據(jù)手冊中。該協(xié)議的工作方式與讀取恒溫器設(shè)置的協(xié)議相同。首先，發(fā)送協(xié)議，即 A0 十六進(jìn)制。然后從部件中讀回一個 9 位值。此值為 COUNT_REMAIN。

發(fā)出負(fù)載斜率命令，該命令也沒有記錄在數(shù)據(jù)手冊中。該協(xié)議為 41 十六進(jìn)制，不需要讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。此命令將斜率值加載到計數(shù)器中。

再次發(fā)出讀取計數(shù)器命令，如上面的步驟 5 中所述。讀取的值為 COUNT_PER_C。

使用以下公式計算實際溫度，再次使用 C 命名法：

溫度=TEMP_READ - 0.25
+ （COUNT_PER_C - COUNT_REMAIN） /
COUNT_PER_C

根據(jù)需要重復(fù)步驟 2 到 8。

審核編輯：郭婷