6ES7 214-1BG40-0XB0

寄生電源：

從電源的框圖中可以看出，電路從DQ和VDD為高電平時(shí)“偷取"能量，當(dāng)特定的時(shí)間和電壓適合時(shí)，DQ可以給電路提供充足的能量。寄生電源的優(yōu)勢有二：無需提供遙遠(yuǎn)的電源；在缺少正常供電時(shí)，可以讀取ROM.為了使芯片能夠精確的對(duì)溫度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換溫度時(shí)確保供電充足。值得重視的是，如果運(yùn)行電流到達(dá)1.5mA，由于5K的上拉電阻，DQ不能得到足夠的能量，這對(duì)單總線上連接多個(gè)芯片同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換是很不利的。這里有兩種方法確保溫度轉(zhuǎn)換時(shí)有足夠的能量，第一種方法是無論什么時(shí)候轉(zhuǎn)換溫度或者從EEPROM拷貝數(shù)據(jù)給DQ提供一個(gè)強(qiáng)上拉電阻,這種方法可以通過使用一個(gè)場效應(yīng)管上拉DQ線直接提供能量，如下圖所示：  

在這里值得注意的是DQ線必須在發(fā)出命令10us內(nèi)完成上拉操作，當(dāng)使用這種模式的時(shí)候，確保VDD接地。

        另外一種提供電流的方式是通過使用VDD引腳連接一個(gè)外部電源，如下圖所示，這樣連接的優(yōu)勢是DQ上不需要連接一個(gè)強(qiáng)上拉，并且總線控制主機(jī)不需要在溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)候總保持高電平，這樣使得在轉(zhuǎn)換的時(shí)間內(nèi)單線上可以有其他的數(shù)據(jù)通過。此外，任何DS18B20的序列都可以掛在單線上，如果都需要使用外部電源，可以同時(shí)通過執(zhí)行“跳過ROM"和執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換命令來進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，注意當(dāng)外部電源激活時(shí)，GND必須接地。

       在溫度達(dá)到100度時(shí)，寄生電源的方式不推薦使用，因?yàn)樘峁┻^高的漏電電流使得正常通信不能維持。應(yīng)用這種高溫時(shí)強(qiáng)烈推薦VDD連接DS18B20。

       環(huán)境有時(shí)候不知道控制主機(jī)知道哪里DS18B20芯片使用了寄生電源或者使用外部的VDD，這里可以通過電源信號(hào)來實(shí)現(xiàn)，也是就總線控制主機(jī)通過發(fā)送“跳過ROM"命令，然后發(fā)送讀取的命令，然后讀取時(shí)間點(diǎn)，此時(shí)如果芯片發(fā)送“0"回總線表示使用的是寄生電源方式，發(fā)送“1"表示通過VDD提供能量，如果主機(jī)收到“0"就知道必須在轉(zhuǎn)換溫度時(shí)給DQ提供強(qiáng)上拉，其他的存儲(chǔ)器控制命令可以參看命令協(xié)議中詳情。

操作：溫度測量

       DS18B20的核心功能是指示數(shù)字的溫度傳感器，其方案可以由用戶設(shè)置（9，10，11，12位），默認(rèn)情況使用12位。這相當(dāng)于現(xiàn)實(shí)不同的精度。通過溫度轉(zhuǎn)換命令執(zhí)行操作后溫度數(shù)據(jù)被保存在16位高速緩存中，信號(hào)分為兩種不同的格式保存，通過執(zhí)行讀緩存的命令返回采集到的溫度。傳送時(shí)有效位LSB優(yōu)先，最高加權(quán)位包含了標(biāo)識(shí)溫度正負(fù)的“s"位。

左邊的圖描述了輸出數(shù)據(jù)的格式，在這里使用12bit，如果想設(shè)置為更低位解決方案，可以在空位處補(bǔ)零。如果采用華氏溫度顯示，則需要查找表或者是查找路徑。

操作：警示信號(hào)

溫度轉(zhuǎn)換完成后，溫度將和TH與TL進(jìn)行比較，如果不在這個(gè)范圍之內(nèi)則會(huì)返回一個(gè)警示標(biāo)志。允許多芯片同時(shí)并行驚醒溫度測量，如果某處芯片超出了此范圍，此芯片可以被辨別出并立即讀取沒有別警示的芯片。

64位激光ROM:

每一片芯片提供了一個(gè)特定的系列號(hào)，前8位為DS18B20的家族系列，后面48位表征不同的芯片系列。在通過單線對(duì)芯片進(jìn)行配置后，放可以執(zhí)行下面的操作

施密特觸發(fā)器的用途很廣，其典型應(yīng)用舉例如下：

u       用于波形變換

利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正負(fù)反饋?zhàn)饔?，可以把邊沿變換緩慢的周期性信號(hào)變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號(hào)。

在圖1的例子中，輸入信號(hào)是由直流分量和正弦分量疊加而成的，只要輸入信號(hào)的幅度大于  ，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同頻率的矩形脈沖信號(hào)。

圖1 用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形變換

u       用于脈沖整形

數(shù)字系統(tǒng)中矩形脈沖經(jīng)傳輸后會(huì)發(fā)生波形畸變。下圖(a)波形的上升沿和下降沿明顯變壞是由于傳輸線上電容較大。下圖(b)波形的上升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象是因?yàn)閭鬏斁€較長且接收端的阻抗與傳輸線阻抗不匹配。下圖(c)信號(hào)上出現(xiàn)附加的噪聲是因?yàn)槠渌}沖信號(hào)通過導(dǎo)線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號(hào)上。

                   (a)                     　　　　(b)              　　　　　 　(c)

圖2 用施密特觸發(fā)器對(duì)脈沖整形

無論出現(xiàn)上述的那一種情況，都可以通過用施密特觸發(fā)器整形而獲得比較理想的矩形脈沖波形。由圖可見，只要施密特觸發(fā)器的  和V  設(shè)置得合適，均能收到滿意的整形效果。

u       用于脈沖鑒幅

由圖3可見，若將一系列幅度各異的脈沖信號(hào)加到施密特觸發(fā)器的輸入端時(shí)，只有那些幅度大于  的脈沖才會(huì)在輸出端產(chǎn)生輸出信號(hào)。因此，施密特觸發(fā)器能將幅度大于  的脈沖選出，具有脈沖鑒幅的能力。

圖3 用施密特觸發(fā)器鑒別脈沖幅度

u       構(gòu)成多諧振蕩器

利用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器。其電路如圖4所示。接通電源瞬間，電容C上

圖4 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器            圖5  圖4的波形

的電壓為0V，輸出  為高電平。  通過電阻R對(duì)電容C充電，當(dāng)  達(dá)到  時(shí)，施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出為低電平，此后電容C又開始放電，  下降，當(dāng)  下降到  時(shí)，電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始地形成振蕩。其輸入、輸出波形如圖5所示。若在圖4中采用的是CMOS施密特觸發(fā)器，且  ，根據(jù)圖5的電壓波形得到振蕩周期計(jì)算公式為         

    當(dāng)采用TTL施密特觸發(fā)器（例如7414）時(shí)，電阻R不能大于470W，以保證輸入端能夠達(dá)到負(fù)向閾值電平。R的最小值由門的扇出數(shù)確定（不得小于100W）。對(duì)于典型的參數(shù)值（  =0. 8V,  =1.6V輸出電壓擺幅為3V），其輸出的振蕩頻率為： 

最大可能的振蕩頻率為10MH_Z