Mng cm bin

Nhm 11 - DTMT

NHM 11 TI TM HIU V CM BIN NHIT DS18B20

I. Danh sch thnh vin

II. Ni dung ti

1. Tng quan v cm bin nhit

2. Cm bin nhit DS18B20

a. M t tnh nng

b. S khi ca DS18B20c. Thanh ghi d liu

d. Cch cu hnh phn gii cho DS18B20

e. Cch c gi tr nhit 1. Tng quan v cm bin nhit Khi nim v vic o nhit c t lu, trong cc i lng vt l th nhit l i lng rt c quan tm. Nhit l yu t nh hng trc tip n tnh cht ca vt cht v mi trng sng. trong cng nghip sn xut v trong lnh vc o lng iu khin, qu trnh o nhit v x l kt qu gi mt vai tr rt quan trng.

Vy lm sao do nhit ? Cm bin nhit l g? N l thit b c dng o nhit ca i tng( khng kh, cc thit b, nhit c th con ngi)

Cm bin ny cm bin s thay i nhit v cho tn hiu ng ra l mt trong hai dng: thay i in p hoc thay i in tr.

la chn cm bin cho mt ng dng c th th cn xem xt: chnh xc, khong o, thi gian p ng v mi trng lm vic.

Cm bin nhit c phn thnh 2 loi:

+) Cm bin loi tip xc

Cp nhit in

Nhit in tr

RTD

Thermistor

IC o nhit ( LM35, DS18B20)+) Cm bin loi khng tip xc( o bc x nhit)

Nhit k hng ngoi( o nhit bng cch nhn nng lng hng ngoi c pht ra t vt liu).2. Cm bin nhit DS18B20

DS18B20 l mt sn phm ca cng ty Dallas( Hoa K), y cng l cng ty ng gp nhiu vo vic cho ra i Bus 1 dy v cc cm bin 1 dy. Di y l hnh dng bn ngoi ca cm bin 1 dy DS18B20, trong c 2 dng v To-92 vi 3 chn l dng thng gp v c dng nhiu trong cc ng dng, cn dng v SOIC vi 8 chn c dng o nhit b mt, k c da ngi!

a. M t tnh nng

DS18B20 l nhit k s c phn gii 9 12 bit, giao tip vi vi iu khin trung tm thng qua mt dy duy nht( 1 wire communication). DS18B20 hot ng vi in p t 3 5.5V v c th c cp ngun qua chn DQ chn trao i d liu.

Khong o nhit trong khong -55C --> +125C chnh xc 0.5C trong khong -10C --> +85C

C th cu hnh m ha nhit t 9 12 bit. S bit cng ln th chnh xc cng cao. Thi gian chuyn i nhit ti a l 750ms cho m ha 12 bit. Nu cu hnh cho DS18B20 theo 9,10,11,12 bit th ta c chnh xc tng ng l : 0.5C , 0.25C , 0.125C, 0.0625C.Theo mc nh ca nh sn xut nu chng ta khng cu hnh ch chuyn i th n s t cu hnh l 12 bit.

Dng tiu th ti ch ngh cc nh. ( 750 1000uA) Mi DS18B20 c mt m nh danh 64 bit duy nht cha trong b nh ROM trn chip, iu ny cho php kt ni nhiu IC trn cng mt ng bus

Thch hp vi cc ng dng o lng a im v nhiu u vo c th c ni trn mt bus, bus ny gi l bus 1 dy( 1 wire bus).

Chun 1 wire c mt s c im:

Ch c mt master trong h thng

Gi thnh thp

Tc ti a 16kbps

Khong cch truyn xa nht l 300m

Lng thng tin trao i nh

b. S khi ca DS18B20 c. Thanh ghi d liuMi IC DS18B20 c mt m 64 bit ring bit bao gm: 8 bit family code, 48 bit serial code v 8 bit CRC code c lu trong ROM. Cc gi tr ny gip phn bit cc IC trn cng 1 bus.

Gi tr family code ca DS18B20 l 28h v gi tr CRC l kt qu ca qu trnh kim tra 56 bit trc .

truy cp vo cm bin 1 dy DS18B20 ta phi s dng 2 nhm lnh: cc lnh ROM v cc lnh chc nng( function commands) b nh. Cc lnh ny c th c m t ngn gn nh sau:

Sau khi thit b ch( thng l mt vi iu khin) pht ra mt xung presence pulse, n c th xut ra mt lnh ROM. C 5 loi lnh ROM, mi lnh di 8 bit. Thit b ch phi a ra lnh ROM thch hp trc khi a ra mt lnh chc nng giao tip vi cm bin DS18B20.

+) Cc lnh ROM

READ ROM: cho php c ra 8byte m ha khc bng laze trn ROM. Bao gm 8 bit m nh tn linh kin, 48 bit s xut xng, 8 bit kim tra CRC. Lnh ny ch dng khi trn bus c 1 cm bin DS18B20 nu khng s xy ra xung t trn bus do tt c cc thit b t cng p ng.

MATCH ROM (55h)Lnh ny c gi i cng vi 64 bit ROM tip theo, cho php b iu khin bus chn ra ch mt cm bin DS1820 c th khi trn bus c nhiu cm bin DS1820 cng ni vo. Ch c DS1820 no c 64 bit trn ROM trung khp vi chui 64 bit va c gi ti mi p ng li cc lnh v b nh tip theo. Cn cc cm bin DS1820 c 64 bit ROM khng trng khp s tip tc ch mt xung reset. Lnh ny c s dng c trong trng hp c mt cm bin mt dy, c trong trng hp c nhiu cm bin mt dy. SKIP ROM (CCh)Lnh ny cho php thit b iu khin truy nhp thng n cc lnh b nh ca DS1820 m khng cn gi chui m 64 bit ROM. Nh vy s tit kim c thi gian ch i nhng ch mang hiu qu khi ch c mt cm bin. SEARCH ROM (F0h)Lnh ny cho php b iu khin bus c th d tm c s lng thnh vin t ang c u vo bus v cc gi tr c th trong 64 bit ROM ca chng bng mt chu trnh d tm. ALARM SEARCH (ECh)Tin trnh ca lnh ny ging ht nh lnh Search ROM, nhng cm bin DS1820 ch p ng lnh ny khi xut hin iu kin cnh bo trong php o nhit cui cng. iu kin cnh bo y c nh ngha l gi tr nhit o c ln hn gi tr TH v nh hn gi tr TL l hai gi tr nhit cao nht v nhit thp nht c t trn thanh ghi trong b nh ca cm bin.+) Lnh chc nng b nh

Sau khi thit b ch (thng l mt vi iu khin) s dng cc lnh ROM nh a ch cho cc cm bin mt dy ang c u vo bus, thit b ch s a ra cc lnh chc nng DS1820. Bng cc lnh chc nng thit b ch c th c ra v ghi vo b nh nhp (scratchpath) ca cm bin DS1820. khi to qu trnh chuyn i gi tr nhit o c v xc nh ch cung cp in p ngun. Cc lnh chc nng c th c m t ngn gn nh sau:

WRITE SCRATCHPAD (4Eh)Lnh ny cho php ghi 2 byte d liu vo b nh nhp ca DS1820. Byte u tin c ghi vo thanh ghi TH (byte 2 ca b nh m) cn byte th hai c ghi vo thanh ghi TL (byte 3 ca b nh nhp). D liu truyn theo trnh t u tin l bit c ngha nht v k tip l nhng bit c ngha gim dn. C hai byte ny phi c ghi trc khi thit b ch xut ra mt xung reset hoc khi c d liu khc xut hin. READ SCRATCHPAD (BEh)Lnh ny cho php thit b ch c ni dung b nh nhp. Qu trnh c bt u t bit c ngha nhy ca byte 0 v tip tc cho n byte rh 9 (byte 8 - CRC). Thit b ch c th xut ra mt xung reset lm dng qu trnh c bt k lc no nu nh ch c mt phn ca d liu trn b nh nhp cn c c. COPYSCRATCHPAD (48h)Lnh ny copy ni dung ca hai thanh ghi TH v TL (byte 2 v byte 3) vo b nh EEPROM. Nu cm bin c s dng trong ch d cp ngun l bt u vic o. CONVERT T (44h)Lnh ny khi ng mt qu trnh o v chuyn i gi tr nhit thnh s (nh phn). Sau khi chuyn i gi tr kt qu o nhit c lu tr trn thanh ghi nhit 2 byte trong b nh nhp Thi gian chuyn i khng qu 200 ms, trong thi gian ang chuyn i nu thc hin lnh c th cc gi tr c ra u bng 0. READ POWER SUPPLY (B4h)Mt lnh c tip sau lnh ny s cho bit DS1820 ang s dng ch cp ngun nh th no, gi tr c c bng 0 nu cp ngun bng chnh ng dn d liu v bng 1 nu cp ngun qua mt ng dn ring.d. Cch cu hnh phn gii cho DS18B20

S b nh ca DS18B20:

Byte 0 v byte 1 lu gi tr ca nhit chuyn i.

Byte 2 v byte 3 lu gi tr ngng ca nhit ( gi tr ny c lu khi mt in)

Byte 4 l thanh ghi cu hnh cho hot ng ca DS18B20.

Byte 5,6 v 7 khng s dng.

Byte 8 l thanh ghi ch c lu cc gi tr CRC t byte 0 n byte 7.

D liu trong byte 2,3,4 c ghi thng qua lnh write scatchpat v d liu c truyn n.

Bit LSB ca byte 2 sau khi ghi d liu c th c c li thng qua lnhj read scratchpad, v khi c scratchpad th LSB ca byte 0 s c gi i trc tt c cc byte u c c, nhng ch ghi c byte 2,3 v 4. chuyn gi tr TH v TL t EEPROM vo th cn gi lnh copy scratchpad n DS18B20. V d liu t EEPROM cng c th c truyn vo thanh ghi TH v TL thng qua lnh Recall E2.

Byte th 5 ca b nh m c chc nng cu hnh cho DS18B20 v cc bit c t chc nh sau:

Cc bit t 0 n 4 lun lun c c gi tr l 1, bit s 7 lun c c gi tr l 0. Cu hnh phn gii cho DS18B20 c quyt dnh bi R1 v R0 ta c bng thit lp nh sau:

e. Cch c gi tr nhit bt u qu trnh c nhit , v chuyn i t gi tr tng t sang gi tr s th vi iu khin gi lnh Convert T[44h], sau khi chuyn i xong th gi tr nhit s c lu tr trong hai thanh ghi nhit b nh scratchpad v IC tr v trng thi ngh

4 bit thp ca byte LSB l phn l sau du phy.

7 bit tip theo l phn nguyn, 5 bit cao nht l du ca nhit ( 0 = +; 1= -).

D liu n v i khi DS18B20 u truyn t bit LSB u tin v cui cng l bit MSB( t phi sang tri).

Kt qu nhit c c v dng hex nn ta phi i ra thp phn khi hin th

Gi s ta c c 2 byte nhit :

Bc 1: so snh bit MSB nu = 0 th in ra du + ri nhy sang bc 3. Nu = 1 th in ra du - ri nhy tip sang bc 2.

Bc 2: chuyn 2 byte va nhn c sang dng b 2 ca chnh n.

Bc 3: chuyn 7 bit phn nguyn vo thanh ghi A v in ra gi tr thanh ghi ny di dng thp phn.

Bc 4: in ra du ,

Bc 5: in ra 4 s sau du ,

V d mt s dng d liu:

Sau khi DS18B20 convert xong nhit , gi tr s c so snh vi gi tr ca 2 thanh ghi TH v TL tng ng vi bit du ca nhit . Nu kt qu ln hn TH hoc nh hn TL th s c tn hiu cnh bo nhit qu gii hn ci t v khi DS18B20 s p ng lnh Alarm search. Nh m ta c th pht hin ngay u o no ang cnh bo.