RAINBOW ELECTRONICS DS1921 User Manual [ru]

www.maxim-ic.com

DS1921L-F5X

Термохрон iButton

ХАРАКТЕРИСТИКИ DS1921L

Цифровой термометр измеряет температуру с ша-

•

гом 0.5°C Встроенные часы реального времени (RTC) и тай-

•

мер имеют точность ±2 минуты в месяц при температуре окружающей среды от 0 до 45°C Схема автоматически включается и измеряет тем-

•

пературу через программируемые пользователем интервалы времени в диапазоне 1…255 мин Регистрируется до 2048 последовательных измере-

•

ний температуры в защищенной энергонезависимой (NV) памяти Записывается долговременная гистограмма темпе-

•

ратуры с разрешением 2.0°C Программируется верхний и нижний порог допус-

•

тимых значений температуры Записывается до 24 отметок времени и продолжи-

•

тельность интервалов, когда температура выходила за пределы установленного диапазона, ограниченного пороговыми значениями 512-байтная энергонезависимая память для чте-

•

ния/записи данных общего назначения Обмен информацией с мастером (ведущим) шины

•

Стандартный диаметр 16 мм и протокол 1-Wire

•

гарантируют совместимость с семейством i Форма в виде таблетки обеспечивает автоматиче-

•

ское центрирование в считывающем устройстве Долговечный корпус из нержавеющей стали с вы-

•

гравированным регистрационным номером обладает стойкостью к воздействиям окружающей среды Легко прикрепляется с помощью самоклеющейся

•

подложки, фиксируется собственным фланцем или напрессовываемым кольцом Детектор присутствия выдает сигнал подтвержде-

•

ния при первом поступлении питания от считывающего устройства

Соответствует требованиям UL#913 (4-я редак-

•

ция); взрывобезопасное исполнение, утверждено для использования в классе I, разделе 1, группы A, B, C и D (возможность применения рассматривается)

КОРПУС F5 MICROCAN15™

5.89

0.36

0.51

осуществляется при помощи одного цифрового сигнала на скорости 14.1 или 125 Кбит/с, используя протокол 1-Wire®

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ iButton

Уникальный, записанный лазером в процессе про-

•

YYWW REGISTERED RR

C C 2 1

15C000FBC52B

изводства и проверенный 64-битный регистрационный номер (8-битный групповой код + 48битный серийный номер + 8-битная контрольная сумма CRC) обеспечивает возможность абсолютного контроля, поскольку не существует двух устройств с одинаковыми номерами Многоточечный контроллер для сети MicroLAN

•

Цифровая идентификация и считывание информа-

•

ции посредством мгновенного контакта Носитель данных обеспечивает компактное хране-

•

ние информации на кристалле микросхемы Доступ к данным может происходить при касании

•

объекта Обмен данными с мастером (ведущим) шины осу-

•

ществляется при помощи одного цифрового сигнала на скорости 16.3 Кбит в секунду

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ЗАКАЗА

ПРИМЕРЫ АКСЕССУАРОВ

Все размеры указаны в мм.

DS1921L-F51 –10…+85°СКорпус F5 MicroCan® DS1921L-F52 –20…+85°СКорпус F5 MicroCan DS1921L-F53 –30…+85°СКорпус F5 MicroCan DS1921L-F50 –40…+85°СКорпус F5 MicroCan

DS9096P Самоклеющаяся подложка DS9101 Универсальный зажим DS9093RA Крепежное кольцо DS9093А Держатель с защелкой DS9092 Контактное устройство для i

1-Wire, Microcan и iButton являются зарегистрированными торговыми марками Dallas Semiconductor

1-Wire

16.25

Button

17.35

Button

1 из 40

DS1921L

ОПИСАНИЕ iButton

Термохрон (Thermochron) DS1921L семейства i

Button представляет собой механически прочную ав-

тономную систему, которая измеряет температуру и записывает результат измерений в защищенную область памяти. Запись осуществляется с установленной пользователем частотой, как в виде непосредственных значений температуры, так и в форме гистограммы. Сохраняются до 2048 значений температуры, измеренных через равноотстоящие интервалы времени в диапазоне от 1 до 255 мин. Гистограмма предоставляет 63 буфера (приемника) данных, что обеспечивает разрешающую способность 2.0°C. Если температура выходит за запрограммированные пользователем пределы, DS1921L запишет, когда это произошло, продолжительность времени, в течение которого температура находилась за пределами допустимого диапазона, а также была ли температура слишком высокой или слишком низкой. Дополнительные 512 байт энергонезависимой памяти для чтения/записи данных позволяют сохранять информацию, касающуюся объекта, к которому присоединена микросхема DS1921L. Данные передаются последовательно при помощи протокола 1-Wire, для работы которого требуется только один провод данных (сигнальный) и земляной провод. Каждая микросхема DS1921L имеет записанный с помощью лазера в процессе изготовления 64-битный регистрационный номер, уникальность которого гарантируется, что обеспечивает возможность абсолютного контроля. Корпус из нержавеющей стали обладает высокой стойкостью к таким воздействиям окружающей среды, как грязь, влажность и удары. Дополнительные приспособления позволяют закрепить микросхему практически на любом объекте, включая контейнеры, грузовые пакеты (поддоны) и сумки.

ПРИМЕНЕНИЕ

Термохрон DS1921L семейства i

Button является идеальным прибором для контроля температуры

любого объекта, к которому он прикреплен или который он сопровождает, например, товар с ограниченным сроком пользования (скоропортящийся) или контейнеры с химикатами, чувствительными к температуре. Используя TMEX, энергонезависимая память чтения/записи может хранить электронную копию сопроводительной информации (документации), дату производства и другие необходимые данные, записанные как в открытом виде, так и в виде зашифрованных файлов.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Структурная схема, приведенная на Рис. 1, показывает взаимосвязь между центральным управлени-

ем и областями памяти микросхемы DS1921L. Прибор имеет семь основных компонентов данных:

1) 64-битное, записанное лазером ПЗУ (ROM), 2) 256-битная блокнотная память (Scratchpad),

3) 4096-битное статическое ОЗУ (SRAM) общего назначения, 4) 256-битная страница регистра хроно-

метража, управления и регистров счетчика, 5) 96-байтная память регистрации для отметки времени аварии и ее продолжительности, 6) 26-байтная память для гистограммы, 7) 2048-байтная память регистрации данных.

За исключением ПЗУ и блокнотной памяти, все другие области памяти организованы в виде одного линейного адресного пространства. Вся память резервируется для регистрации, регистры счетчика и несколько других регистров предназначены для доступа пользователя только в режиме чтения данных. Регистры хронометража и управления защищены от записи во время программирования прибора для выполнения задачи.

Иерархическая структура протокола 1-Wire приведена на Рис. 2. Сначала устройство управления передачей данных по шине (мастер) должно обеспечить выполнение одной из семи команд функций ПЗУ:

1) Чтение ПЗУ, 2) Сравнение ПЗУ, 3) Поиск ПЗУ, 4) Условный поиск ПЗУ, 5) Пропуск ПЗУ, 6) Ускоренный пропуск ПЗУ, 7) Ускоренное сравнение ПЗУ.

По завершении байта команды ускоренного режима ПЗУ, выполняемой на стандартной скорости, прибор переходит в ускоренный режим, при котором весь последующий обмен данными происходит на более высокой скорости. Описание протокола, необходимого для выполнения этих команд функций ПЗУ, приведено на Рис. 12. После успешного выполнения команды функций ПЗУ, функции памяти становятся доступными, и мастер может обеспечить передачу любой из семи имеющихся команд. Описание протокола, необходимого для выполнения этих команд функций памяти, приведено на Рис. 10.

Все данные считываются и записываются, начиная с младшего бита.

2 из 40

Рис. 1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МИКРОСХЕМЫ DS1921L

DS1921L

Порт

1-Wire

Генератор

32.768кГц

Датчик

температуры

Управление

Функциями

Хронометраж,

рег.управления,

Логика

управления

ПЗУ

Счетчики

64 бит

лазерного

ПЗУ

Управление

функциями

памяти

ОЗУ

общего назначения

Страница регистров

Память для

отметки времени

аварии и ее

продолжительности

Память гистограммы

Схема

паразитного

питания

256 бит блокнот

Память

Литиевая

батарейка 3В

регистрации

данных

СХЕМА «ПАРАЗИТНОГО» ПИТАНИЯ

На структурной схеме (Рис. 1) показана схема «паразитного» питания. Эта схема «заимствует» мощность в тот момент, когда напряжение на входе IO находится на ВЫСОКОМ уровне. Питание от входа IO будет обеспечивать достаточную мощность до тех пор, пока выполняются определенные требования по временным соотношениям и параметрам напряжения. «Паразитное» питание имеет двойное преимущество: 1) при «паразитном» питании от данного входа заряд литиевой батарейки сохраняется; 2) если по какой-либо причине литиевая батарейка разрядилась, данные из ПЗУ все равно можно будет считать.

64-БИТНОЕ ПЗУ, ЗАПИСАННОЕ ЛАЗЕРОМ

Каждая микросхема DS1921L содержит уникальный 64-битный код ПЗУ. Первые 8 битов являются групповым кодом 1-Wire. Следующие 36 битов представляют собой уникальный серийный номер. Последующие

12 битов, называемые кодом температурного диапазона, позволяют различать разные варианты микросхем DS1921L-F5 друг от друга и от микросхем DS1921H и DS1921Z. Последние 8 битов являются контрольной суммой CRC для проверки первых 56 битов. Подробности см. Рис. 3. Циклически избыточный код (Cyclic Redundancy Check — CRC) для однопроводной шины (1-Wire) формируется полиномиальным генератором,

состоящим из регистра сдвига и логических элементов XOR (исключающее ИЛИ), как показано на Рис. 4. При этом используется многочлен X избыточным кодом для шины 1-Wire фирмы «Dallas» можно получить из документов «

Book of DS19xx i

Buttton Standards

+ X5 + X4 + 1. Дополнительную информацию о контроле циклически

Application Note 27

».

» и

Биты регистра сдвига изначально устанавливаются в 0. Затем, начиная с младшего бита группового кода, сдвигается по одному биту за раз. После введения восьмого бита группового кода следует серийный номер, а затем код температурного диапазона. После того, как был введен код диапазона, регистр сдвига содержит значение CRC. Сдвиг восьми битов CRC обнуляет регистр сдвига.

3 из 40

Рис. 2. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПРОТОКОЛА 1-Wire

DS1921L

Ведущий

шины

Уровень

команд

1-Wire команды

функций ПЗУ

Специфические

команды функции

памяти Ds1921

Шина 1-Wire

DS1921

Доступные

команды:

Чтение ПЗУ Совпадение ПЗУ Поиск ПЗУ Пропуск ПЗУ Ускоренный пропуск Ускоренное сравнение Поиск ПЗУ по условию

Запись в блокнот Чтение блокнота Копировать блокнот Чтение памяти Чтение памяти с CRC Очистка памяти

Преобразование

температуры

Код

команды:

33h 55h

F0h

CCh

3Ch

69h

ECh

0Fh

AAh

55h F0h A5h 3Ch

44h

К другим

устройствам

Обращение

к памяти

Номер 64 бит Номер 64 бит Номер 64 бит Нет Флаг OD Номер 64 бит, флаг OD Номер 64 бит, Настройки поиска по

условию, состояние устройства

Блокнот 256 бит, флаги

Блокнот 256 бит 4096 бит ОЗУ, регистры, флаги Вся память Вся память Частота отсчетов, Задержка запуска

задачи, время выполнения задачи,

счетчики выполнения задачи, память

аварийной температуры и гистограммы

Ячейка памяти с адресом 211h

Рис. 3. 64-БИТНОЕ ПЗУ, ЗАПИСАННОЕ ЛАЗЕРОМ

Старший бит

Код

Старший бит

CRC

8 бит

Младший

бит

Код диапазона

температур 12 бит

Старший бит

Младший

бит

Серийный номер 36 бит

Старший бит

Младший

бит

Код семейства

8 бит (21h)

Старший бит

Младший

бит

Младший

ит

Прибор Диапазон

температур

[°C]

DS1921L-F51 –10…+85 0.5 0011 0100 1100 34C

DS1921L-F52 –20…+85 0.5 0010 0101 0100 254

DS1921L-F53 –30…+85 0.5 0001 0101 1100 15C

DS1921L-F50 –40…+85 0.5 0000 0110 0100 064

DS1921H-F5 +15…+46 0.125 0100 1111 0010 4F2

DS1921Z-F5 –5…+26 0.125 0011 1011 0010 3B2

Разрешение

[°C]

Код диапазона тем-

ператур

Шестнадца-

тиричный

эквивалент

4 из 40

Рис. 4. ГЕНЕРАТОР CRC ШИНЫ 1-Wire

Полином = X

DS1921L

+ X5 + X4 + 1

Шаг

Входные данные

ПАМЯТЬ

Организация памяти микросхемы DS1921L приведена на Рис. 5. 4096-битное статическое ОЗУ использует страницы памяти с 0 по 15. Регистры хронометража, управления и счетчика занимают страницу 16, которая называется страницей регистра (Register Page). Организация страницы регистра приведена на Рис. 6. Страницы 17…19 предназначены для хранения отметок времени аварии и ее продолжительности. Буферы гистограмм температуры начинаются с 64-й страницы и используют до 4-х страниц. Память регистрации температуры занимает страницы 128…191. Страницы памяти 20…63, 68…127 и 192…255 зарезервированы для применения в будущем. Блокнотная память представляет собой дополнительную страницу, которая действует как буфер при записи в память статического ОЗУ или страницу регистра. Страницы памяти, начиная с 17-й и выше, доступны пользователю только в режиме для чтения. Они записываются или стираются исключительно под контролем встроенной управляющей логики.

Рис. 5. ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ МИКРОСХЕМЫ DS1921L

32 байта блокнота

АДРЕС

0000h 01FFh

0200h 021Fh

0220h 027Fh

0280h 07FFh

0800h 087Fh

0880h 0FFFh

1000h 17FFh

1800h 1FFFh

ОЗУ общего назначения (16 страниц)

32 байта страницы регистров

Отметки времени аварии и ее продолжительность

(зарезервировано для последующих разработок)

Память гистограммы температуры

(зарезервировано для последующих разработок)

Память регистрации температуры (64 страницы)

(зарезервировано для последующих разработок)

Страница 0-15

Страница 16

Страница 17-19

Страница 20-63

Страница 64-67

Страница 68-127

Страница 128-191

Страница 192-25

5 из 40

DS1921L

Рис. 6. ОРГАНИЗАЦИЯ СТРАНИЦЫ РЕГИСТРА МИКРОСХЕМЫ DS1921L

Диапазон адресов Тип доступа* Описание

0200h…0206h Чтение/Запись; Чтение** Регистры часов реального вре-

мени (RTC)

0207h…020Ah Чтение/Запись; Чтение** Будильник часов реального

времени

020Bh Чтение/Запись; Чтение** Нижний порог допустимого зна-

чения температуры

020Ch Чтение/Запись; Чтение** Верхний порог допустимого зна-

чения температуры

020Dh Чтение/Запись; Чтение** Частота отсчетов

020Eh Чтение/Запись; Чтение** Регистр управления

020Fh…0210h Чтение; Чтение** (Функций нет, считывается 00h)

0211h Чтение; Чтение** Ускоренный режим считывания

результатов преобразования температуры

0212h…0213h Чтение/Запись; Чтение** Задержка запуска выполнения

задачи

0214h Чтение/Запись; Чтение/Запись Регистр состояния

0215h…0219h Чтение; Чтение Отметки времени выполнения

задачи

021Ah…021Ch Чтение; Чтение Счетчик отсчетов выполнения

задачи

021Dh…021Fh Чтение; Чтение Счетчик отсчетов прибора

* Первый элемент записи в столбце «Тип доступа» действителен в период между выполнениями задач. Второй элемент показывает применяемый тип доступа во время выполнения задачи. ** Эти адреса могут считываться во время выполнения задачи. Однако, первая попытка записи приведет к завершению выполнения задачи, но никакие установочные параметры при этом переписаны не будут.

ХРОНОМЕТРАЖ (TIMEKEEPING)

Информация часов реального времени/будильника и календаря доступна путем чтения/записи соответствующих байтов на странице регистра (адрес 200h…206h). Заметьте, что некоторые биты установлены в 0. Эти биты всегда будут считываться как 0, независимо от того, как они записаны. Содержимое регистров времени, календаря и будильника находится в формате двоично-десятичного кода (BCD).

Организация битов регистра RTC и будильника RTC

Адрес b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

0200h 0 Десятки секунд Единицы секунд

0201h 0 Десятки минут Единицы минут

0202h 0 12/24 Второй десяток

часов AM/PM 0203h 0 0 0 0 0 День недели 0204h CENT 0 Десятки даты Единицы даты 0205h 0 0 0 Десятки ме-

0206h Десятки годов Единицы годов 0207h MS Десятки секунд будильника Единицы секунд будильника

Первый деся-

ток часов

сяцев

Единицы часов

Единицы месяцев

6 из 40

DS1921L

0208h MM Десятки минут будильника Единицы минут будильника 0209h MH 12/24 Второй десяток

часов будильни-

ка AM/PM

020Ah MD 0 0 0 0 День недели будильника

Первый деся-

ток часов бу-

дильника

Единицы часов будильника

Часы реального времени/календарь

Часы реального времени (RTC) микросхемы DS1921L могут работать либо в 12-часовом, либо в 24-

часовом режиме. 6-й бит (6b) регистра часов (адрес 202h) предназначается для выбора 12- или 24часового режима. При ВЫСОКОМ логическом уровне выбирается 12-часовой режим. В 12-часовом режиме 5-й бит является битом переключения AM/PM, при этом логическая 1 означает PM. В 24-часовом режиме бит 5 представляет собой бит второго десятка часов (от 20 до 23 часов).

Чтобы различать дни недели, микросхема DS1921L содержит счетчик с диапазоном 1…7. Привязка

конкретных значений счетчика к определенным дням недели является произвольной. Обычно число 1 означает воскресенье (по американскому стандарту) или понедельник (по европейскому стандарту).

Логическая схема календаря обеспечивает возможность автоматической коррекции времени для ви-

сокосных годов. Для цифрового значения каждого года, которое оканчивается на 00 или кратно четырем, прибор будет добавлять 29 февраля. Данная функция будет выполняться корректно вплоть до 2100 года (исключая сам 2100 год).

Микросхема DS1921L соответствует требованиям по Y2K (проблема 2000 года). 7-й бит (CENT) ре-

гистра месяцев с адресом 205h служит флагом для обозначения века. Когда регистр года переходит от значения 99 к значению 00, флаг века переключается. При установке часов реального времени на время/дату между 2000 и 2099 годом, рекомендуется записывать бит, соответствующий веку, как 1.

Будильник часов реального времени

Микросхема DS1921L также содержит будильник RTC. Регистры будильника расположены в реги-

страх 207h…20Ah. Старший бит каждого из регистров будильника является битом маски. Если все биты маски установлены в состояние логического 0, то будильник будет срабатывать раз в неделю, когда значения, хранящиеся в регистрах хронометража 200h…203h совпадут со значениями, хранящимися в регистрах времени и дня будильника.

Любое срабатывание будильника приведет к установке флага таймера будильника (Timer Alarm Flag

— TAF) в регистре состояния прибора (адрес 214h). Мастер шины может установить условия поиска (Search Conditions) в регистре управления (адрес 20Eh), чтобы идентифицировать приборы с таймером будильников при помощи функции Условный Поиск (см. раздел «Команды функций ПЗУ»).

Управление будильником часов реального времени

Биты маски регистра будильника

(бит 7 адресов 207h…20Ah)

MS MM MH MD

1 1 1 1 Срабатывание будильника раз в секунду

0 1 1 1 Срабатывание будильника при совпадении секунд (раз в

0 0 1 1 Срабатывание будильника при совпадении минут и се-

0 0 0 1 Срабатывание будильника при совпадении часов, минут

минуту)

кунд (раз в час)

и секунд (раз в сутки)

0 0 0 0 Срабатывание будильника при совпадении дней, часов,

минут и секунд (раз в неделю)

7 из 40

DS1921L

Преобразование значений температуры

Микросхема DS1921L измеряет температуру с разрешением 0.5°C. Значения температуры представ-

лены в одном байте в виде двоичного числа без знака, которое теоретически соответствует диапазону в

128°C. Однако, этот диапазон ограничен значениями от 0000 0000 (00h) до 1111 1010 (FAh). Коды 01h…F9h рассматриваются как достоверные значения показаний температуры.

Если в результате преобразования значение температуры выходит за пределы диапазона, то оно бу-

дет записано как 00h (в случае слишком низкого значения) или как FAh (в случае слишком высокого значения). Поскольку результаты, находящиеся вне диапазона, накапливаются в буферах гистограммы 0 и 62 (см. раздел «Регистрация значений температуры и гистограмма»), данные в этих буферах представляют собой ограниченные значения. Поэтому диапазон температур, установленный для измерения микросхемой DS1921L, считается, начиная с кода 05h и заканчивая кодом F7h, что соответствует буферам гистограммы 1…61.

Обозначая представление десятичного эквивалента показаний температуры как T[7…0], значение

температуры можно вычислить следующим образом:

(°C) = T[7…0]/2 – 40.0

Эта формула справедлива для преобразованных показаний температуры, хранящихся в памяти регистрации данных, а также для чтения данных из регистра считывания результатов ускоренного преобразования температуры (адрес 211h).

Для определения верхнего и нижнего порогов допустимых (аварийных) значений температуры, при-

веденную выше формулу необходимо преобразовать к виду:

T[7…0] = 2 × ϑ (°C) + 80.0

Таким образом, например, значение 23°C преобразуется в десятичное число 126 или шестнадцатиричное 7Eh. Это соответствует двоичному коду 0111 1110, который может быть записан в регистр аварийной температуры (адрес 020Bh и 020Ch, соответственно).

Организация регистра аварийной температуры (Temperature Alarm Register)

Адрес b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

020Bh Нижний порог допустимого значения температуры

020Ch Верхний порог допустимого значения температуры

Частота отсчетов (Sample Rate)

Содержимое регистра частоты отсчетов (адрес 020Dh) определяет, на сколько минут отстоят друг от друга моменты преобразования значений температуры во время выполнения задачи. Частота отсчетов может принимать любое значение от 1 до 255, которое кодируется как 8-битное двоичное число без знака. Если память была очищена (бит регистра состояния MEMCLR = 1) и выполнение задачи разре-

шено (бит регистра состояния EM

= 0), то запись значения, отличного от нуля, в регистр частоты от-

счетов приведет к запуску выполнения задачи. Полное описание точной последовательности шагов для запуска выполнения задачи регистрации значений температуры приведено в разделах «Выполнение задачи» и «Пример выполнения задачи».

Организация регистра частоты отсчетов (Sample Rate Register)

Адрес b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

020Dh Частота отсчетов

Регистр управления (Control Register)

Микросхема DS1921L устанавливается в рабочее состояние путем записи соответствующих данных в специальные регистры функций, расположенные в странице регистра. Несколько функций, которые управляются только одним битом, объединяются в один байт, называемый регистром управления (адрес 20Eh). Данные этого регистра могут считываться и записываться. Если прибор программируется для выполнения задачи, то запись в регистр управления при первой попытке приведет к завершению выполнения задачи, но никакие установочные параметры при этом переписаны не будут. Однако, каждая последующая попытка записи приведет к изменению содержимого регистра.

8 из 40

Организация битов регистра управления

Адрес b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

DS1921L

020Eh

EOSC

EMCLR 0

RO TLS THS TAS

Функциональное назначение отдельных битов приведено ниже в таблице. 5-й бит не имеет функционального назначения. Он всегда считывается как 0 и не может быть записан как 1.

Описание регистра управления

ОПИСАНИЕ БИТА БИТ НАЗНАЧЕНИЕ

EOSC (Enable

Oscillator): включение генератора

EMCLR (Memory Clear Enable): разрешение очистки памяти

EM (Enable Mission):

разрешение выполнения задачи

RO (Rollover Enable/Disable):

разрешение/запрет перебора

TLS (Temperature Low Alarm Search): поиск

нижнего допустимого значения температуры

THS (Temperature High Alarm Search): поиск

верхнего допустимого значения температуры

TAS (Timer Alarm Search):

поиск таймера будильника

b7 Этот бит управляет кварцевым генератором часов реального времени (RTC).

Когда он установлен в состояние логического 0, генератор начинает работать. Когда записывается логическая 1, генератор останавливается и прибор находится в маломощном (экономичном) режиме сохранения данных.

чения нормальной работы этот бит должен быть установлен в 0

b6 Этот бит необходимо установить в состояние логической единицы, чтобы раз-

решить выполнение функции очистки памяти. Данная функция вызывается как команда функции памяти. Отметки времени, память для гистограммы, а также отметки времени выполнения задачи, счетчик отсчетов выполнения задачи, задержка запуска выполнения задачи и частота отсчетов сбрасываются (устанавливаются в исходное состояние), только если команда очистки памяти выдается дующая команда функции памяти, значение бита EMCLR возвращается к 0.

b4 От состояния этого бита зависит, начнет ли микросхема DS1921L выполнение

задачи, как только будет записана частота отсчетов. Чтобы разрешить прибору выполнение задачи, данный бит должен быть установлен в 0.

b3 От состояния этого бита зависит, будут ли переписаны данные памяти регист-

рации температуры на новые или регистрация данных будет остановлена, когда память заполнится данными во время выполнения задачи. Установка этого бита в 1 разрешает перебор, и регистрация данных продолжается, начиная при этом переписывать ранее собранные данные. Установка данного бита в 0 (сброс) запрещает перебор, и последующие значения температуры не будут сохраняться в памяти регистрации температуры после того, как она будет заполнена данными. На работу гистограммы это не влияет.

b2 Когда этот бит установлен в 1, прибор будет реагировать на команду условного

поиска, если во время выполнения задачи температура достигнет или упадет ниже значения нижнего порога температуры, хранящегося по адресу 020Bh.

b1 Когда этот бит установлен в 1, прибор будет реагировать на команду условного

поиска, если во время выполнения задачи температура достигнет или превысит значение верхнего порога температуры, хранящегося по адресу 020Ch.

b0 Когда этот бит установлен в 1, прибор будет реагировать на команду условного

поиска, если во время выполнения задачи произойдет срабатывание таймера будильника. Поскольку таймер будильника не может быть отключен, флаг TAF во время выполнения задачи обычно считывается как 1. Следовательно, в большинстве случаев можно рекомендовать установить бит TAS в 0.

вместе с последующим доступом к прибору

. Когда выполняется сле-

Для обеспе-

Задержка запуска выполнения задачи

Содержимое регистра задержки запуска выполнения задачи определяет, сколько минут должно пройти после начала выполнения задачи, прежде чем произойдет первое измерение температуры. Значение времени задержки хранится как 16-битное целое число без знака по адресам 212h (младший байт) и 213h (старший байт). Максимальная задержка составляет 65535 минут, что эквивалентно 45 дням, 12 часам и 15 минутам.

Обычно задержка запуска выполнения задачи равна 0. Если выполнение задачи в случае применения одной микросхемы DS1921L занимает слишком много времени для сохранения всех показаний температуры при выбранной частоте отсчетов, можно использовать несколько приборов и установить для второго прибора задержку запуска выполнения задачи, чтобы он начал записывать показания, как только память первого прибора будет заполнена. Бит RO в регистре управления (адрес 020Eh) должен быть установлен в 0, чтобы предотвратить перезапись зарегистрированных значений температуры после заполнения памяти регистрации данных.

9 из 40

DS1921L

Регистр состояния (Status Register)

Регистр состояния содержит информацию о состоянии прибора и флаги аварии. Регистр располагается по адресу 214h. Запись в этот регистр необязательно приводит к завершению выполнения задачи.

Организация битов регистра состояния

Адрес b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

0214h TCB MEMCLR MIP SIP 0 TLF THF TAF

Функциональное назначение отдельных битов приведено ниже в таблице. Биты MIP, TLF, THF и TAF могут быть записаны только как 0. 3-й бит не имеет функционального назначения.

Описание регистра состояния

ОПИСАНИЕ БИТА БИТ НАЗНАЧЕНИЕ

TCB (Temperature

Core Busy): темпера- турный процессор занят

MEMCLR (Memory Cleared): очистка памяти

MIP (Mission in Progress): задача в процессе выполнения

SIP (Sample in Progress): выполнение отсчетов

TLF (Temperature Low Flag): флаг нижнего значения температуры

THF (Temperature High Flag): флаг верхнего значения температуры

TAF (Timer Alarm Flag):

флаг таймера будильника

b7 Когда из этого бита считывается 0, микросхема DS1921L выполняет непрерывное

преобразование значений температуры, которое инициировано либо самой микросхемой, либо командой, если выполнения задачи не происходило. Перед за-

пуском преобразования бит TCB ся к ВЫСОКОМУ уровню сразу после фиксирования результата в регистре считы-

вания по адресу 0211h.

b6 Если из этого бита считывается 1, то страницы памяти с 17-й и выше (отметки

времени аварии/длительности, гистограмма температуры, исключая память регистрации данных), а также отметки времени выполнения задачи, счетчик отсчетов выполнения задачи, задержка запуска выполнения задачи и частота отсчетов сбрасываются (устанавливаются в 0) при выполнении команды функции очистки памяти. Значение бита MEMCLR будет возвращено к 0, как только запись ненулевого значения в регистр частоты отсчетов приведет к запуску выполнения новой

задачи, при условии, что бит EM задачи память должна быть очищена.

b5 Когда из этого бита считывается 1, это означает, что микросхема DS1921L уста-

новлена для выполнения задачи и эта задача все еще находится в процессе выполнения. Выполнение задачи начинается, если бит EM (адрес 20Eh) установлен в 0 и в регистре частоты отсчетов (адрес 20Dh) записано

ненулевое значение. Когда выполнение задачи завершается, бит MIP возвращается с уровня логической 1 к уровню логического 0. Выполнение задачи будет завершено при первой попытке записи (команда копирования блокнота) в любой регистр, адрес которого находится в диапазоне 200h…213h. В качестве альтернативы выполнение задачи может быть завершено путем прямой записи в регистр состояния и установки бита MIP в 0. Бит MIP не может быть установлен в 1 при помощи записи в регистр состояния.

b4 Когда из этого бита считывается 0, микросхема DS1921L осуществляет непре-

рывное преобразование значений температуры как часть задачи, находящейся в процессе выполнения. Бит SIP изменится с 0 на 1 примерно за 250 мс до того, как фактически начнется преобразование температуры, обеспечивая схеме возможность включиться. Преобразование значений температуры с учетом фазы включения занимает максимум 875 мс. В течение этого времени доступ к памяти для считывания страниц с 17-й и выше разрешен, но может привести к появлению неверных данных.

b2 Логическая 1 в данном бите указывает, что измерение температуры во время вы-

полнения задачи показало наличие значений температуры, равных или ниже значения, записанного в регистре нижнего порога температуры. Флаг нижнего значения температуры может быть сброшен в любое время путем записи 0 в этот бит.

b1 Логическая 1 в данном бите указывает, что измерение температуры во время вы-

полнения задачи показало наличие значений температуры, равных или выше значения, записанного в регистре верхнего порога температуры. Флаг верхнего значения температуры может быть сброшен в любое время путем записи 0 в этот бит.

b0 Если из этого бита считывается 1, то происходит срабатывание будильника часов

реального времени (подробнее об этом см. в разделе «Хронометраж»). Флаг таймера будильника может быть сброшен в любое время путем записи в этот бит логического 0. Поскольку таймер будильника не может быть отключен, флаг TAF во время выполнения задачи обычно считывается как 1.

переходит на НИЗКИЙ уровень и возвращает-

тоже установлен в 0. Для запуска выполнения

регистра управления

10 из 40

DS1921L

Отметка времени выполнения задачи (Mission Time Stamp)

Когда выполнение задачи запущено, копия регистров RTC с адресами 0201h, 0202h и 0204h…0206h сохраняется как отметка времени выполнения задачи. Отметка времени выполнения задачи не показывает времени первого преобразования значений температуры при выполнении задачи. Для вычисления времени первого преобразования следует прибавить к отметке времени выполнения задачи столько минут, сколько установлено в регистре частоты отсчетов плюс значение задержки запуска выполнения задачи. Последовательные преобразования температуры будут происходить с интервалом времени в минутах, который определяется значением, находящимся в регистре частоты отсчетов. Отсчеты при выполнении задачи будут происходить на границах минут.

Организация битов регистра отметок времени выполнения задачи

Адрес b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

0215h 0 Десятки минут Единицы минут 0216h 0 12/24 Второй

десяток

часов AM/PM

0217h 0 0 Десятки даты Единицы даты 0218h 0 0 0 Десятки

0219h Десятки годов Единицы годов

Первый десяток

часов

месяцев

Единицы часов

Единицы месяцев

Счетчик отсчетов выполнения задачи (Mission Samples Counter)

Счетчик отсчетов выполнения задачи показывает, сколько измерений температуры произошло во время процесса выполнения текущей задачи (если MIP = 0) или во время выполнения самой последней задачи (если MIP = 1). Указанное значение хранится в виде 24-битного целого числа без знака. Данный счетчик сбрасывается командой очистки памяти.

Организация регистра счетчика отсчетов выполнения задачи (Mission Samples Counter Register)

Адрес b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

021Ah Младший байт 021Bh Средний байт

021Ch Старший байт

Счетчик отсчетов прибора

Счетчик отсчетов прибора показывает количество измерений температуры, которое произошло с момента фабричной сборки прибора. Указанное значение хранится в виде 24-битного целого числа без знака. Максимальное число, которое может быть представлено в этом формате, составляет 16777215, что больше, чем ожидаемый срок службы DS1921L i

Button. Данный счетчик нельзя установить в ис-

ходное положение (сбросить) при помощи программного обеспечения.

Организация регистра счетчика отсчетов прибора (Device Samples Counter Register)

Адрес b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

021Dh Младший байт 021Eh Средний байт 021Fh Старший байт

Регистрация температуры и гистограмма

После установки для выполнения задачи микросхема DS1921L регистрирует измерения температуры одновременно как в памяти регистрации данных байт за байтом, так и в форме гистограммы в памяти для гистограммы. Память регистрации данных способна сохранить 2048 значений температуры, измеренных в равноотстоящих временных точках. Первое значение температуры во время выполнения задачи записывается в памяти регистрации данных по адресу 1000h, второе значение — по адресу 1001h и так далее. Зная начальное время (отметка времени выполнения задачи), интервал между измерениями температуры и задержку запуска выполнения задачи, можно восстановить время и дату каждого измерения.

11 из 40

DS1921L

Существуют две возможности дальнейших действий микросхемы DS1921L после того, как 2048 байт памяти регистрации данных будут заполнены. Пользователь может запрограммировать прибор либо на прекращение любой последующей записи (запрет перебора), либо на перезапись данных, записанных ранее (разрешение перебора), по одному байту за раз, начиная снова с адреса 1000h для 2049-го значения температуры. Содержимое счетчика отсчетов выполнения задачи (адреса с 21Ah по 21Ch) вместе с частотой отсчетов и отметками времени выполнения задачи позволит затем восстановить время отсчетов всех значений, хранящихся в памяти регистрации данных. Таким образом, получается точная характеристика изменений температуры в течение времени для последних 2048 проведенных измерений. Более ранние измерения не могут быть восстановлены. Независимо от разрешения перебора, эти значения включаются в гистограмму температур при выполнении задачи.

Для создания гистограммы температур в микросхеме DS1921L предназначены 63 буфера, которые начинаются с адреса памяти 0800h. Каждый буфер состоит из 16-битного двоичного счетчика с запретом перебора, содержимое которого увеличивается каждый раз на значение температуры, полученное во время выполнения задачи при попадании в диапазон значений буфера. Младший байт каждого буфера хранится по более младшему адресу. Буфер 0 начинается с адреса памяти 0800h, буфер 1 — с адреса 0802h, и так далее до адреса 087Ch для буфера 62, как показано на Рис. 7. Номер буфера, содержимое которого будет обновлено после преобразования значения температуры, определяется отбрасыванием двух младших битов двоичного значения температуры. Значения, находящиеся вне диапазона, фиксируются и считаются как 00h или FAh.

Рис.7. БУФЕР ГИСТОГРАММЫ И ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА

ПОКАЗАНИЕ

ТЕМПЕРАТУРЫ

00h

01h

02h

03h

04h –38.0 1 802h…803h

05h –37.5 1 802h…803h

06h –37.0 1 802h…803h

07h –36.5 1 802h…803h

08h –36.0 2 804h…805h

F3h +81.5 60 878h…879h

F4h +82.0 61 87Ah…87Bh

F5h +82.5 61 87Ah…87Bh

F6h +83.0 61 87Ah…87Bh

F7h +83.5 61 87Ah…87Bh

F8h

F9h

FAh

ЭКВИВАЛЕНТ

ТЕМПЕРАТУРЫ В °C

–40.0 или ниже

–39.5

–39.0

–38.5

+84.0

+84.5

+85.0 или выше

НОМЕР БУФЕРА

ГИСТОГРАММЫ

0 800h…801h

62 87Ch…87Dh

АДРЕС БУФЕРА ГИСТОГРАММЫ

Поскольку емкость каждого буфера данных составляет 2 байта, он может пополняться до 65535 раз. Дополнительные пополнения для буфера, который уже достиг своего максимального значения, учитываться не будут; счетчик буфера будет оставаться на своем максимальном значении. При самой высокой частоте отсчетов, составляющей один отсчет в минуту, если все показания температуры будут попадать в один и тот же буфер, то объема 2-байтного буфера хватит на 45 дней.

12 из 40

+ 28 hidden pages