ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সর DS18B20 এর তাপমাত্রা পরিমাপ ফাংশনের ডিজাইন

DS18B20 হল DALLAS দ্বারা উত্পাদিত একটি 1-তারের ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সর, একটি 3-পিন TO-92 ছোট প্যাকেজ সহ. তাপমাত্রা পরিমাপ পরিসীমা -55℃~+125℃, এবং এটি 9-বিট~12-বিট A/D রূপান্তর নির্ভুলতায় প্রোগ্রাম করা যেতে পারে. তাপমাত্রা পরিমাপের রেজোলিউশন 0.0625 ℃ পৌঁছতে পারে, এবং পরিমাপ করা তাপমাত্রা সাইন এক্সটেনশন সহ একটি 16-বিট ডিজিটাল পরিমাণের আকারে ধারাবাহিকভাবে আউটপুট হয়. এর কাজ পাওয়ার সাপ্লাই দূরবর্তী প্রান্তে চালু করা যেতে পারে বা পরজীবী পাওয়ার সাপ্লাই দ্বারা উত্পন্ন হতে পারে. একাধিক DS18B20 সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করা যেতে পারে 3 বা 2 লাইন. অনেক DS18B20 এর সাথে যোগাযোগ করার জন্য CPU-এর শুধুমাত্র একটি পোর্ট লাইন প্রয়োজন, মাইক্রোপ্রসেসরের কম পোর্ট দখল করে, যা অনেক লিড এবং লজিক সার্কিট সংরক্ষণ করতে পারে. উপরের বৈশিষ্ট্যগুলি DS18B20কে দীর্ঘ-দূরত্বের মাল্টি-পয়েন্ট তাপমাত্রা সনাক্তকরণ সিস্টেমের জন্য খুব উপযুক্ত করে তোলে.

ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সর DS18B20 এর তাপমাত্রা পরিমাপ ফাংশন

2. DS18B20 ds18b20 সার্কিট ডায়াগ্রামের অভ্যন্তরীণ কাঠামো
DS18B20 এর অভ্যন্তরীণ গঠন চিত্রে দেখানো হয়েছে 1, যা প্রধানত গঠিত 4 অংশ: 64-বিট রম, তাপমাত্রা সেন্সর, অ-উদ্বায়ী তাপমাত্রা অ্যালার্ম TH এবং TL ট্রিগার করে, এবং কনফিগারেশন রেজিস্টার. DS18B20 এর পিন বিন্যাস চিত্রে দেখানো হয়েছে 2. DQ হল ডিজিটাল সিগন্যাল ইনপুট/আউটপুট টার্মিনাল; GND হল পাওয়ার গ্রাউন্ড; VDD হল এক্সটার্নাল পাওয়ার সাপ্লাই ইনপুট টার্মিনাল (পরজীবী শক্তি তারের মোডে গ্রাউন্ডেড, চিত্র দেখুন 4).

কারখানা ছাড়ার আগে ROM-এ 64-বিট সিরিয়াল নম্বর ফটোয়েচ করা হয়. এটি DS18B20 এর ঠিকানা ক্রম কোড হিসাবে গণ্য করা যেতে পারে. প্রতিটি DS18B20 এর 64-বিট সিরিয়াল নম্বর আলাদা. সাইক্লিক রিডানডেন্সি চেক কোড (CRC=X8＋X5＋X4＋1) এর মধ্যে 64-বিট রম সাজানো হয়েছে. ROM এর ভূমিকা হল প্রতিটি DS18B20 আলাদা করা, যাতে একাধিক DS18B20 একটি বাসের সাথে সংযুক্ত করা যায়.

DS18B20 চিপের অভ্যন্তরীণ কাঠামো

চিত্র 1, DS18B20 এর অভ্যন্তরীণ কাঠামো

DS18B20-এর তাপমাত্রা সেন্সর তাপমাত্রা পরিমাপ সম্পূর্ণ করে, যা 16-বিট সাইন-এক্সটেন্ডেড বাইনারি কমপ্লিমেন্ট রিডিংয়ের আকারে দেওয়া হয়, 0.0625℃/LSB আকারে প্রকাশ করা হয়, যেখানে S চিহ্ন বিট. যেমন, +125℃ এর ডিজিটাল আউটপুট হল 07D0H, +25.0625℃ এর ডিজিটাল আউটপুট হল 0191H, -25.0625℃ এর ডিজিটাল আউটপুট হল FF6FH, এবং ডিজিটাল আউটপুট -55℃ হল FC90H.

23
22
21
20
2-১
2-২
2-3
2-4

তাপমাত্রা মান কম বাইট
এমএসবিএলএসবি
এস
এস
এস
এস
এস
22
25
24

তাপমাত্রা মান উচ্চ বাইট
উচ্চ এবং নিম্ন তাপমাত্রার অ্যালার্ম TH এবং TL ট্রিগার করে, এবং কনফিগারেশন রেজিস্টার EEPROM-এর এক বাইট দ্বারা গঠিত. একটি মেমরি ফাংশন কমান্ড TH লিখতে ব্যবহার করা যেতে পারে, টিএল, অথবা কনফিগারেশন রেজিস্টার. কনফিগারেশন রেজিস্টারের বিন্যাস নিম্নরূপ:

0
R1
R0
1
1
1
1
1
এমএসবিএলএসবি

R1 এবং R0 তাপমাত্রা রূপান্তরের জন্য নির্ভুলতার সংখ্যা নির্ধারণ করে: R1R0 = “00”, 9-বিট নির্ভুলতা, সর্বাধিক রূপান্তর সময় হল 93.75ms; R1R0 = “01”, 10-বিট নির্ভুলতা, সর্বাধিক রূপান্তর সময় 187.5ms হয়. R1R0 = “10”, 11-বিট নির্ভুলতা, সর্বাধিক রূপান্তর সময় 375ms হয়. R1R0 = “11”, 12-বিট নির্ভুলতা, সর্বাধিক রূপান্তর সময় 750ms. প্রোগ্রাম করা না হলে ডিফল্ট 12-বিট নির্ভুলতা.

হাই-স্পিড রেজিস্টার একটি 9-বাইট মেমরি. প্রথম দুটি বাইটে পরিমাপ করা তাপমাত্রার ডিজিটাল তথ্য থাকে; 3য়, 4ম, এবং 5ম বাইট হল TH-এর অস্থায়ী কপি, টিএল, এবং কনফিগারেশন রেজিস্টার, যথাক্রমে, এবং প্রতিবার পাওয়ার-অন রিসেট হওয়ার সময় রিফ্রেশ করা হয়; ৬ষ্ঠ, 7ম, এবং 8ম বাইট ব্যবহার করা হয় না এবং সমস্ত লজিক 1s হিসাবে উপস্থাপিত হয়; 9ম বাইট পূর্ববর্তী সমস্ত CRC কোড পড়ে 8 বাইট, যা সঠিক যোগাযোগ নিশ্চিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে.

3. DS18B20 কাজের ক্রম
DS18B20 এর প্রথম-লাইন ওয়ার্কিং প্রোটোকল প্রবাহ: ইনিশিয়ালাইজেশন → রম অপারেশন ইন্সট্রাকশন → মেমরি অপারেশন ইনস্ট্রাকশন → ডাটা ট্রান্সমিশন. এর কাজের ক্রম প্রারম্ভিক ক্রম অন্তর্ভুক্ত, ক্রম লিখুন এবং অনুক্রম পড়ুন, চিত্রে দেখানো হয়েছে 3 (ক) (খ) (গ).

(ক) সূচনা ক্রম
(গ) ক্রম পড়ুন

DS18B20 এবং মাইক্রোপ্রসেসরের সাধারণ সংযোগ সার্কিট ডায়াগ্রাম

চিত্র 3, DS18B20 ওয়ার্কিং সিকোয়েন্স ডায়াগ্রাম

4. DS18B20 এবং একক-চিপ মাইক্রো কম্পিউটারের সাধারণ ইন্টারফেস ডিজাইন
চিত্র 4 DS18B20 এবং মাইক্রোপ্রসেসরের মধ্যে সাধারণ সংযোগ আঁকতে উদাহরণ হিসেবে MCS-51 সিরিজের একক-চিপ মাইক্রোকম্পিউটারকে নেয়।. চিত্রে 4 (ক), DS18B20 পরজীবী পাওয়ার সাপ্লাই মোড গ্রহণ করে, এবং এর ভিডিডি এবং জিএনডি টার্মিনাল গ্রাউন্ডেড. চিত্রে 4 (খ), DS18B20 বহিরাগত পাওয়ার সাপ্লাই মোড গ্রহণ করে, এবং এর VDD টার্মিনাল 3V~5.5V পাওয়ার সাপ্লাই দ্বারা চালিত.

ক) পরজীবী পাওয়ার সাপ্লাই ওয়ার্কিং মোড
(খ) বাহ্যিক পাওয়ার সাপ্লাই ওয়ার্কিং মোড

DS18B20 ওয়ার্কিং টাইমিং ডায়াগ্রাম

চিত্র 4 DS18B20 এবং মাইক্রোপ্রসেসরের সাধারণ সংযোগ চিত্র

একক-চিপ মাইক্রোকম্পিউটার সিস্টেম দ্বারা ব্যবহৃত ক্রিস্টাল ফ্রিকোয়েন্সি হল 12MHz, তিনটি সাবরুটিন প্রারম্ভিক সময় অনুযায়ী লেখা হয়, DS18B20 এর টাইমিং এবং রিড টাইমিং লিখুন: INIT হল ইনিশিয়ালাইজেশন সাবরুটিন; WRITE হল লেখা (কমান্ড বা ডেটা) সাবরুটিন; READ হল পঠিত ডেটা সাবরুটিন. সমস্ত ডেটা পড়া এবং লেখা সর্বনিম্ন বিট থেকে শুরু হয়.

DATEQUP1.0
……
INIT:CLREA
আইএনআই10:SETBDAT
MOVR2, 200
আইএনআই 11:Clrdat
DJNZR2, INI11; হোস্ট 3μs×200=600μs এর জন্য একটি রিসেট পালস পাঠায়
SETBDAT; হোস্ট বাস ছেড়ে দেয়, এবং পোর্ট লাইন ইনপুটে পরিবর্তিত হয়
MOVR2,＃30
IN12:DJNZR2, INI12; DS18B20 2μs×30=60μs এর জন্য অপেক্ষা করছে
সিএলআরসি
Orlc,যে; DS18B20 ডেটা লাইন কম (নাড়ি বিদ্যমান)?
JCINI10; DS18B20 প্রস্তুত নয়, পুনরায় আরম্ভ করা
MOVR6, #80
INI13: Orlc, যে
JCINI14; DS18B20 ডেটা লাইন বেশি হয়, সূচনা সফল
DJNZR6, INI13; ডেটা লাইন নিম্ন স্তর 3μs × পর্যন্ত স্থায়ী হতে পারে 80 = 240μs
SYMPINI10; সূচনা ব্যর্থ হয়েছে, পুনরায় আরম্ভ
আইএনআই14: MOVR2, #240
IN15: DJNZR2, আইএনআই15; DS18B20 কমপক্ষে 2μs × এর জন্য প্রতিক্রিয়া জানায় 240 = 48 0μs
RET

；—————————————————————————————————
লিখুন:CLREA
MOVR3,＃8；লুপ 8 বার, একটি বাইট লিখুন
WR11:SETBDAT
MOVR4,＃8
আরআরসিএ；A থেকে CY পর্যন্ত বিট মুভ লিখুন
Clrdat
WR12:DJNZR4,WR12
；16μs অপেক্ষা করুন
MOVDAT,গ；কমান্ড শব্দটি DS18B20 বিটে বিট করে পাঠানো হয়
MOVR4,＃20
WR13:DJNZR4,WR1 3
; নিশ্চিত করুন যে লেখার প্রক্রিয়াটি 60μs পর্যন্ত স্থায়ী হয়
DJNZR3,WR11
; একটি বাইট পাঠানোর আগে চালিয়ে যান
SETBDAT
RET

;——————————————————————————————————
পড়ুন:CLREA
MOVR6,＃8; লুপ 8 বার, একটি বাইট পড়ুন
RD11:Clrdat
MOVR4,＃4
NOP; নিম্ন স্তর 2μs পর্যন্ত স্থায়ী হয়
SETBDAT; ইনপুট পোর্ট লাইন সেট করুন
RD12:DJNZR4,RD12
; 8μs জন্য অপেক্ষা করুন
MOVC,টি থেকে
；হোস্ট DS18B20-এর ডেটা বিট করে পড়ে
আরআরসিএ；পঠিত ডেটা A তে সরানো হয়
MOVR5,＃30
RD13:DJNZR5,RD13
；নিশ্চিত করুন যে পড়ার প্রক্রিয়াটি 60μs স্থায়ী হয়
DJNZR6,RD11
；ডাটা এক বাইট পড়ার পর, A এ সংরক্ষণ করুন
SETBDAT
RET
；—————————————————————————————————
তাপমাত্রা রূপান্তর সম্পূর্ণ করতে DS18B20 নিয়ন্ত্রণ করতে হোস্টকে অবশ্যই তিনটি ধাপ অতিক্রম করতে হবে: আরম্ভ, রম অপারেশন নির্দেশাবলী, এবং মেমরি অপারেশন নির্দেশাবলী. তাপমাত্রা রূপান্তর মান পড়ার আগে রূপান্তর শুরু করতে DS18B20 অবশ্যই শুরু করতে হবে. ধরে নিচ্ছি যে শুধুমাত্র একটি চিপ একটি লাইনের সাথে সংযুক্ত, ডিফল্ট 12-বিট রূপান্তর নির্ভুলতা ব্যবহার করা হয়, এবং একটি বহিরাগত পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করা হয়, একটি রূপান্তর সম্পূর্ণ করতে এবং তাপমাত্রার মান পড়তে একটি সাবরুটিন GETWD লেখা যেতে পারে.

গিফটেড:LCALLINIT
সরান,0CCH
LCALLWRITE; Skip ROM কমান্ড পাঠান
সরান,44H
LCALLWRITE; স্টার্ট কনভার্সন কমান্ড পাঠান
LCALLINIT
সরান,0CCH; Skip ROM কমান্ড পাঠান
LCALLWRITE
সরান,＃0 বিইএইচ; রিড মেমরি কমান্ড পাঠান
LCALLWRITE
LCALLREAD
MOVWDLSB,ক
; WDLSB-তে তাপমাত্রার মান কম বাইট পাঠান
LCALLREAD
MOVWDMSB,ক
; WDMSB-তে তাপমাত্রা মান উচ্চ বাইট পাঠান
RET
……

সাবরুটিন GETWD দ্বারা পড়া তাপমাত্রার উচ্চ বাইট WDMSB ইউনিটে পাঠানো হয়, এবং কম বাইট WDLSB ইউনিটে পাঠানো হয়. তারপর তাপমাত্রা মান বাইট এবং তার সাইন বিট প্রতিনিধিত্ব বিন্যাস অনুযায়ী, প্রকৃত তাপমাত্রা মান সহজ রূপান্তর মাধ্যমে প্রাপ্ত করা যেতে পারে.

যদি একাধিক DS18B20 এক লাইনে সংযুক্ত থাকে, পরজীবী পাওয়ার সাপ্লাই সংযোগ মোড গৃহীত হয়, রূপান্তর নির্ভুলতা কনফিগারেশন, উচ্চ এবং নিম্ন সীমা অ্যালার্ম, ইত্যাদি. প্রয়োজন হয়. তাহলে সাবরুটিন GETWD এর লেখা আরও জটিল হবে. স্থান সীমাবদ্ধতার কারণে, এই বিভাগে বিস্তারিত বর্ণনা করা হবে না. অনুগ্রহ করে প্রাসঙ্গিক বিষয়বস্তু পড়ুন.

আমরা সফলভাবে DS18B20 প্রয়োগ করেছি “পরিবারের গরম স্নান” নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা আমরা উন্নত করেছি. এর দ্রুত রূপান্তর গতি, উচ্চ রূপান্তর নির্ভুলতা, এবং মাইক্রোপ্রসেসরের সাথে সহজ ইন্টারফেস হার্ডওয়্যার ডিজাইনের কাজে দারুণ সুবিধা এনে দিয়েছে, কার্যকরভাবে খরচ কমানো এবং উন্নয়ন চক্র সংক্ষিপ্ত করা.