DS2438及其在单总线微中的应用通信维权

DS2438及其在单总线微中的应用 - 通信/络 - 电子工程

由图2可知,DS2438由单总线接口、电压A/D转换器、电流A/D转换器、温度传感器、时钟电路、40字节的E2PROM及与上述硬件相关的寄存器组成。其中的电压A/D转换器的输入,可编程为由VDD电源端输入或VAD输入端输入,以满足VDD电源端及外部输入模拟量VAD的测量要求。

2.1 器件存储单元

DS2438存储器类型包括易失性的SRAM和非易失性的E2PROM。 DS2438内部的存储器为一个总容量64字节的存储器。存储器被分为8页,每页8字节,页地址为00～07H。其中第00页是访问频率最高的页,该页的结构如表2所列。

表2 DS2438存储器第00页结构

字节序号 名称 内 容 读/写特性 易失特性

DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0

0 状态/配置寄存器 X ADB NV TB AD EE CA IAD 读 非易失

1 温度低位寄存器 2 -1 2 -2 2 -3 2 -4 2 -5 0 0 0 读 非易失

2 湿度高位寄存器 S 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 读 非易失

3 电压低位寄存器 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 读 非易失

4 电压高位寄存器 0 0 0 0 0 0 2 9 2 8 读 非易失

5 电流低位寄存器 0 0 0 0 0 0 2 9 2 8 读 非易失

6 电流高位寄存器 S S S S S S S 2 8 读 非易失

7 阈值寄存器 TH2 TH1 0 0 0 0 0 0 读/ 写 易失

第1页为电流累加器、逝去时间计数器和电流补偿单元;每2页包括非易失性时间和充电时间标记;第3～7页是40字节的提供给用户使用的 E2PROM,可用于保存用户数据。

2.2 寄存器

DS2438所有的寄存器都映射到上述的存储器中,同时对 DS2438的操作都是通过寄存器进行的。

（1）状态寄存器

状态寄存器位于存储器00页的第0字节,该寄存器用于DS2438的功能控制,其中各位的默认值为1,含义如下：

*IAD为电流A/D控制位。IAD=1,启用电流A/D和ICA, 且以32Hz速率测量电流;IAD=0,禁用电流A/D和ICA。

*CA为电流累加器配置位。CA=1,启用CCA/DCA存储数据且可从第7页恢复数据;CA=0,禁用CCA/DCA,第7页可用于普通E2PROM存储。

*EE为隐蔽电流累加器位。 EE=1,将CCA/DCA计数器数据隐蔽到E2PROM,电量每增加0.32C,当前计数器加1;EE=0,CCA/DCA计数器数据将不隐蔽到 E2PROM。

*AD为电压A/D输入选择位。AD=1,电压A/D选择由VDD端输入;AD=0,电压A/D选择由VAD端输入。

*TB为温度转换忙标志位。TB=1,温度转换正在进行;TB=0,温度转换结束。

*NVB为非易失存储忙标志位。NVB=1,在从可擦除区复制到E2PROM的存储过程中;NVB=0,非易失存储空闲状态。一次E2PROM存储占用2～10ms。

*ADB为A/D转换标志位,ADB=1,电压A/D转换正在进行;ADB=0,转换结束或无测量。一次A/D转换占用约10ms。

*X为不定位。

（2）温度寄存器

DS2438可在-55～+125℃范围内以0.031 25℃的分辨率测量温度值,温度值为2的码形式通过2字节温度寄存器输出。其中符号位S指示温度值为正或负;S=0,温度值为正;S=1,温度值为负。

（3）电压寄存器

DS2438的电压输入范围是0～10V,且电压ADC的输入,可通过状态/结构寄存器的AD位来选择由VDD输入或由VAD输入。电压A/D转换的结果放在2字节电压寄存器中,单位为mV。

（4）电流寄存器

DS2438通过测量电流取样电阻RSENS两端的电压来间接测量流过电池的电流。采用10位ADC,其分辨率为0.005C,电流测量值的结果放在2字节的电流寄存器中其中电流测量符号位S,用于指示充电或放电。

2.3 单总线协议

DS2438是Dallas公司基于单总线的器件。该器件的操作完全遵循单总线协议对新生事物视而不见充耳不闻,其ROM命令有4个。

①读ROM[33H];

②匹配 ROM[55H];

③跳过ROM[F0H]。

主机在操作DS2348之前,必须先发送上述4个ROM命令中的一个。在DS2438成功执行上述命令之后,主机可使用下面的内存命令操作DS2438。

由于DS2438的内存分为7页,故其内存操作命令和其它的单总线器件略有不同。DS2438的内存操作命令如下：

①写高速暂存存储器[4EHXXH];

②读高速暂存存储器[BEHXXH];

③读制高速暂存存储器[48HXX];

④恢复存储器 [B8HXXH];

⑤温度转换命令[44H];

⑥电压转换命令[B4H]。

上述内存命令中的XXH为高速暂存存储器的页地址,有效的页码地址为00～07H。

DS2438对高速暂存存储器的操作中,除了基本的命令外,还必须将等操作的高暂存存储器的页地址送出去。DS2438允许1次读/写1页内的全部8个字节就是他说的一个小故事,且读写字节操作可使用复位命令在任何瞬间终止。

值得注意的是,DS2438的温度转换命令及电压转换命令发出后,主机需等待10～20ms,以使DS2438完成温度及电压转换;同时, 若采用寄生电源供电,应将总线拉高,以保证充足的能量供应。

3 DS2438在单总线微中的应用

下面给出将DS2438应用于单总线微的具体实例：单总线温度传感器设计。温度的测量在仓储检测、生产制造及日常生活中有着广泛的应用, 但湿度的测量却较困难。原因是温度传感器大都为模拟小信号输出,且在线性度、重复性、一致性等方面不尽如意。如果能够利用现有的模拟湿度传感器,设计出基于单总线的数字式湿度传感器,则可配合单总线微技术构成全数字化的多点温湿度测量系统,如数字化粮情检测、数字化仓储检测系统等。即可降低系统布线费用,又可提高系统性能,因而具有非常不定期实的意义。这里,利用模拟大信号相对湿度传感器并配合DS2438,设计出一种完全符合单总线协议的湿度传感器（电路参见图4）。