DS1721数字温度传感器与DS1621的反向兼容性

来源：analog 发布时间：2023-11-14

摘要： 本应用说明解释了DS1721数字温度传感器如何在许多应用中作为DS1621的低成本/低精度替代品。

由于许多应用不需要DS1621 2线数字温度传感器的±0.5°C精度，因此创建了±1.0°C精度的DS1721温度传感器IC，以提供DS1621的低成本替代品。在大多数方面，DS1621和DS1721的工作原理相同;但是，在从DS1621过渡到DS1721时，器件之间存在一些差异，可能导致软件不兼容。本应用笔记解释了DS1721与DS1621的不同之处，以及它如何在为DS1621设计的电路中工作。它针对的是有兴趣从DS1621过渡到DS1721的用户，并且:a)想知道DS1721是否可以在他们的设计中用作DS1621的直接替代品，或者b)在他们的设计周期中仍然有可能进行软件修改以适应DS1721。

概述

随着达拉斯半导体公司继续改进其热管理产品系列，主要目标是使这些产品更实惠。由于许多应用不需要DS1621 2线数字温度计和恒温器的±0.5°C精度，因此DS1721的设计旨在以比DS1621更低的成本提供±1.0°C精度。在大多数方面，DS1621和DS1721的工作原理相同;但是，在从DS1621过渡到DS1721时，器件之间存在一些差异，可能导致软件不兼容。

本应用笔记解释了DS1721与DS1621的不同之处，以及它如何在为DS1621设计的电路中工作。它针对的是有兴趣从DS1621过渡到DS1721的用户，并且:a)想知道DS1721是否可以在他们的设计中用作DS1621的直接替代品，或者b)在他们的设计周期中仍然有可能进行软件修改以适应DS1721。开始使用DS1721进行新设计的用户应参考DS1721数据表的使用说明，因为本应用说明中的信息将不相关。此外，从DS1621过渡到DS1721的用户还需要参考DS1721数据表，了解设备规格和本应用说明中未涵盖的其他信息。

DS1721设计中实施的变更/成本降低如下:

DS1721采用精密带隙基准电压和西格马得尔塔 a /D转换器，以数字格式提供温度数据。DS1621通过一对振荡器实现这一功能，一个具有正温度系数，另一个具有零温度系数。
DS1721没有EEPROM;DS1621确实具有EEPROM(即非易失性存储器)。
由于DS1721没有EEPROM，因此它通过激光进行校准，这是一种比DS1621的镀液校准更便宜的技术。

达拉斯设计的DS1721尽可能与DS1621兼容，但上面的1和2项可能会产生软件差异，可能不允许使用DS1721作为一些DS1621应用程序的直接替代品。第3项仅涉及DS1721精度较低，不影响软件兼容性。

本应用说明涉及DS1621/DS1721兼容性的以下事项:

操作模式
配置寄存器
温控器触发点寄存器(T(H)/T(L))
温度-数字转换时间

操作模式

为了提高与DS1621的兼容性，DS1721被设计成在两种模式下工作:1621模式和标准模式。DS1721在1621模式下上电，并且只要使用DS1621的开始转换T命令(EEh)启动温度转换，DS1721将保持在该模式下。在1621模式下，DS1721的操作与DS1621非常相似，用户保留了使用斜率累加器和计数器寄存器进行高分辨率温度计算的选项，如应用说明105中所述。DS1721可以通过使用DS1721的开始转换T命令(51h)启动温度转换来切换到标准模式。一旦设备处于标准模式，它将保持在该模式，直到电源循环，EEh开始转换T命令将被忽略。

本应用说明的其余部分假设DS1721在1621模式下使用(即，EEh用于启动所有温度转换)。请参阅DS1721数据表，了解设备的标准模式操作说明。

配置寄存器

DS1621和DS1721的配置寄存器有几个不同之处。主要区别在于，在DS1621中，配置寄存器中的某些位存储在EEPROM中。图1和2显示了DS1621和DS1721配置寄存器，带有EEPROM位强调在DS1621配置寄存器中，两个器件之间的差异在DS1721配置寄存器中加粗。下面的段落详细描述了这些差异和由这些差异产生的任何不兼容性。

图1所示。DS1621配置寄存器。

图2。DS1721配置寄存器。

位4在DS1621和DS1721中有不同的用途，但它不会在两个设备之间产生不兼容。在这两个设备中，第4位都是只读的，不能被用户覆盖。因此，在写入配置寄存器时，写入第4位的值将被忽略。

DS1621配置寄存器(NVB)中的第4位用于向用户发出EEPROM状态信号，如下所示:NVB= 0-EEPROM不忙，NVB= 1-EEPROM正在写入。DS1721 (U)的第4位表示设备是处于1621模式(U=0)还是标准模式(U=1)。如果DS1721在1621模式下使用，DS1721的第4位将上电为0并保持为0。如果发出标准模式开始转换T命令(51h)，第4位将变为1。

位3和位2在DS1621和DS1721中有不同的用途，但它们不会在两个设备之间产生不兼容。在DS1621中，这些位是只读的，由设备内部使用。在DS1721的1621模式下，R1和R0位是只读的，当R1=1和R0=1时上电。在1621模式下，写入这些位对位或设备的操作没有影响。如果DS1721在标准模式下使用，位R1和R0定义器件的读出分辨率(即9,10,11或12位)。有关R1和R0在标准模式下使用的更多信息，请参阅DS1721数据表。

波尔在DS1621和DS1721中具有相同的功能;也就是说，它定义了TOUT恒温器输出的活动极性。但是，这个位可能存在兼容性问题。在DS1621中，POL位存储在EEPROM中，因此包含最后写入的数据将上电。另一方面，在DS1721中，该位将始终作为1上电(T(OUT) =有效高电平)。因此，如果DS1621应用程序将POL位预设为0 (T(OUT) =活动低电平)，并且不将0写入POL位作为每次上电序列的一部分，则在过渡到DS1721时需要进行软件(或硬件)更改，以便T(OUT)具有正确的极性。

1球在DS1721和DS1621上也具有相同的功能。它定义每个Start Convert T命令的温度转换是连续发生还是只发生一次(即一次模式)。然而，这个位也可能存在兼容性问题。DS1621中的1SHOT位存储在EEPROM中，并将包含最后写入的数据上电。然而，在DS1721中，1SHOT位将始终上电为0(连续转换模式)。因此，如果DS1621应用程序将1SHOT位预设为1(单次模式)，并且没有将1重写为该位作为每次上电序列的一部分，则在过渡到DS1721时需要进行软件修改，即DS1721将执行连续的温度转换，而不是在发出开始转换T命令(EEh)时仅进行一次转换。

虽然DS1721在连续转换模式下可以正常工作，但在需要一次转换模式以最大程度节省功率的应用中，这可能会出现问题。DS1721在主动转换时使用高达1mA(最大)的工作电流，而在不进行转换时，待机电流为1µA。对于功率敏感型应用，电源电流增加1000倍可能是不可接受的。如果DS1721以连续模式而不是单次模式工作，则可能出现的另一个问题涉及使用斜率累加器和计数器寄存器的数据进行高分辨率温度计算的应用程序。为了使这些寄存器正常工作，设备必须处于单镜头模式(与DS1621相同)。

温控器触发点寄存器(T(H)和T(L))

DS1621和DS1721都使用相同的协议来访问T(H)(访问TH= A2h)和T(L)(访问TL=A2h)寄存器，因此对这些寄存器的写入和从这些寄存器进行读取对于两个设备是相同的。但是，这些寄存器可能存在兼容性问题。在DS1621上，T(H)和T(L)寄存器存储在EEPROM中，并且将始终通电，其中包含应用程序写入的最新值。另一方面，在DS1721中，这些寄存器将始终在TH=80°C和TL=75°C时上电。因此，如果DS1621应用程序预设了恒温器跳闸点，但没有将这些寄存器重写为每次上电序列的一部分，则在过渡到DS1721时需要进行软件更改以确保正确的恒温器操作。

温度-数字转换时间

DS1621的最大转换时间规格为1秒。对于12位分辨率，DS1721的最大转换时间规格为1.2秒。当DS1721在1621模式下使用时，转换时间为1.2秒，因为在该模式下执行12位转换。

DS1621和DS1721之间的转换时间差可能会导致不兼容，如果应用软件在设备处于一次拍摄模式时在重新测量温度之前包含少于1.2秒的延迟。但是，如果软件监视配置寄存器中的DONE位，则可以避免这个问题，因为当转换完成时DONE位将变为1。如果应用程序使用连续转换模式，则不会有转换时间的问题，因为双缓冲温度寄存器总是包含上次完成转换的结果。