DS7505是Maxim公司的數字溫度計及溫控器，其工作電壓為1．7~3．7 V，測量溫度范圍為一55℃～+125℃，當所測溫度超過0℃～+70℃時，其精度可達±O．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、ll位、12位四檔，通過兩條串行接口線SDA和SCL進行數據的讀寫操作。DS7505是以高位對齊低位補零的方式存儲數據，由于DS7505是從高位讀取數據，因此在只讀取整數溫度時，只需讀取一個字節。圖1給出DS7505的引腳排列，其中SDA為數據的輸入輸出；SCL為時鐘輸入；0．S．為控制輸出；GND為接地；A0，A1與A2為地址輸人；VDD為輸入電壓。
2 DS7505內部結構和功能
圖2為DS7505內部結構。包括地址及I/O接口控制器，精度參考，過采樣調制器，數字濾波器，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A／D轉換后存到該寄存器內。它是2個字節寄存器，溫度值以二進制形式存儲在該寄存器內如表l所示。符號位(S)表示溫度值的正負，S為0代表正，S為l代表負。該位可隨時讀取，且并不影響該溫度寄存器正在運行的操作。該寄存器的BitO~Bit3位被硬件置零。按照先從高位存儲，低位補零的原則存儲數據，如存儲12位溫度數據時用Bitl5～Bit4存儲；存儲11位溫度數據時，使用Bit15～Bit5，并把Bit4置零；依次類推存儲10位、9位溫度數據。存儲時選用哪種數據分辨率(9位、10位、11位或12位)需對配置寄存器進行設置。
2．2 配置寄存器
使用配置寄存器來設置DS7505，如溫度數據讀取分辨率、操作模式、容錯能力、輸出引腳極性等設置。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描述。
SD=I時DS7505處于睡眠模式，此時轉換結束并把轉換結果存入溫度寄存器內，DS7505進入低功耗待機狀態。SD=0時DS7505同到正常操作狀態——轉換和溫控操作，此時DS7505執行溫度測量，并把結果存入溫度寄存器，DS7505進入睡眠狀態。
TM位用來設置DS7505的工作模式。TM=O則DS7505處于比較器模式，當測得的溫度值連續超過Tos寄存器中的溫度值數次后(超過次數取決于配置寄存器中的Fl與F0位)，則激活0．S，并0．S．一直保持有效，直到溫度低于Thvst寄存器內的數值為止。當DS7507是由比較器模式進入睡眠模式，則不清除O．S．輸出。TM=1則DS7505處于中斷模式，當所測值連續超過Tos寄存器內溫度值數次后，O．S．激活。一旦激活0．S．只能使DS7505處于睡眠模式或者從任意寄存器讀取數據才能使其失效，O．S．失效后其輸出清零，當測量溫度低于Thyst寄存器內的數值連續數次后，O．S．被重新激活。
存儲溫度數據前，應配置寄存器的Bit6和Bit5(即R1與R0)，用于選擇溫度數據存儲分辨率。如表4所示。
配置寄存器的FO與F1位用于設置溫控器的容錯能力，即規定所測溫度連續超過Tos或Thyst寄存器內數值的次數，即激活0．S．的條件，F1F0=00時激活O．S．所需連續次數為1；F1FO=01時，所需次數為2；F1F0=10時，所需次數為4；FlF0=ll，所需次數為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(Pl和P0)用來設置訪問寄存器，如表5所示。對DS7505讀寫操作時必須先通過P1和P0設定要訪問的寄存器。一旦設定后不能對其更改。從溫度寄存器讀取數據時，只需設定一次寄存器指針，只要不改變，數據將順序從寄存器讀出。但是當寄存器寫入時，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定。上電時指針默認指向溫度寄存器，因此讀數溫度寄存器無需重新設定指針。
2．4 Tos與Thyst寄存器
Tos和Thyst寄存器的數據格式與溫度寄存器相同。每次溫度轉換后，轉換值都與儲存在這兩個寄存器中的數值進行比較。0．S．的輸出是根據DS7505的操作模式和比較器的結果進行更新。在溫控器比較期間所使用的Tos和Thyst中的數值的位數與溫度數據讀取分辨率相同，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，此時這兩個寄存器可用做一般存儲器存儲數據。
3 2線串行數據總線
DS7505通過串行時鐘信號(SCL)及串行數據信號(SDA)兩條2線串行數據總線進行通信?？偩€上，主機(如單片機)產生SCL信號并發送啟動和停止命令。當SDA和SCL都為高電平，總線處于空閑狀態。當SCL保持為高且SDA產生一個由高到低的電平時，主機開始傳輸數據；當SCL保持為高而SDA由低變為高時，主機停止數據傳送，總線回到空閑狀態。所有通信都是從MSB位開始。接收設備(主或從機)每接收一個字節，都將在SDA上產生一個低電平的確認信號ACK，當主機接收完最后一個數據字節時，將發送高電平的非確認信號NACK來暗示接收數據已結束。如圖3所示。
總線上的每個從機都有一個可被尋址的7位地址(1O0l A2 Al A0)，其中A2、A1、AO可由用戶通過設定相應引腳的電平進行選擇，這樣可允許多達8個DS7505掛接在同一總線。控制字節由主機發出，是由7位從機地址加上R/W位構成，即l0Ol A2 Al A0 R／W。如果主機要由從機讀數據，則R/W=l，寫數據，則R/W=0。
4 DS7505在測溫系統中的應用
圖4給出數字溫度計和溫控器DS7505與單片機STC89LE52結合構成的測溫系統電路圖，可實現溫度測量和控制。在設計中，設定配置寄存器的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，配置寄存器的TM=O，DS7505工作在比較模式下，通過編程設置門限溫度值，將采集的溫度數據與門限值相比較，當低于門限值時，0．S．位處于無效狀態，輸出高電平，三極管導通，繼電器閉合，從而進行加熱；當采集的溫度值超過門限值且達到激活0．S．的條件時，O．S．位被激活，低電平有效，三極管(VQ1關斷)，繼電器斷開從而進行降溫。用繼電器控制加熱器的開關可以使被測物體的溫度保持在一定的溫度范圍內，即構成一個恒溫器，另外可設置相應的時間實現對物體定時加熱，在到達規定時間后由蜂鳴器報警來通知，隨后可由按鍵來結束蜂鳴器報警。在設計中利用發光二級管(VQ2)作為指示燈，其點亮、熄滅表示加熱器的加熱狀態和降溫狀態。為了防止三極管VQl擊穿，在電路上并聯一個二極管(VDl)，起保護作用。
5 結語
DS7505是一種無需任何外部器件就能實現溫度測量的數字溫控器,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。在設計的溫度測量系統中選用了DS7505數字溫控器，實際應用證明該器件使用簡單、測量精度高，并且不易受環境因素干擾，具有良好的適應性和擴展性。