PIC: DS1631

DS1631 é um termômetro/termostato digital que realiza a leitura de temperaturas entre -55°C e 125°C com resolução ajustável de 9, 10, 11 ou 12 bits.

A comunicação é feita através da inteface I2C.

Características

• Acurácia de ±0.5°C;
• Tensão de alimentação: 3V a 5,5V;
• Baixo consumo de energia.

Registros

Possui 4 registros, TH e TL (ambos 2 bytes) usados no modo Termostato, o registro T (2 bytes) usado no modo Termômetro e o registro de Configuração CONFIG (1 byte).

Os registros TH, TL e T são formados pelos seguintes bits:

Modo Termômetro

Por meio de um conversor analógico Delta-Sigma coverte a temperatura num valor digital de 9, 10, 11 ou 12 bits, configurados pelos bits R0 e R1 do registro de CONFIG. A conversão demora um certo tempo dependendo da resolução, veja a tabela abaixo:

bits de resolução e tempo de conversão

O DS1631 inicia em stand-by (modo de baixo consumo), e através de um comando enviado, realiza a conversão da temperatura em modo contínuo ou one-shot.

No modo one-shot a conversão da temperatura é feita sempre que recebe o comando START CONVERT.

No modo contínuo a conversão é realiza continuamente. É necessário enviar START CONVERT pelo menos uma vez só pra dar aquele empurrão inicial.

Podemos configurá-los através do bit ONE-SHOT do registro CONFIG. Setando com 1 estaremos definindo com o modo one-shot e com 0 para o modo contínuo.

Para encerrar a conversão usamos o comando STOP CONVERT. Isto faz com que entre no modo stand-by. Isto é útil quando está no modo contínuo e não queremos mais ler o valor de temperatura, fazendo o dispositivo economizar em energia. No modo one-shot não é necessário enviar este comando, pois após a conversão automaticamente o dispositivo entra em stand-by.

Para ler a temperatura use o comando READ TEMPERATURE.

Modo Termostato

No modo termostato temos dois registros, TH e TL, que são usados para armazenar os dois valores de temperatura. Quando a temperatura ultrapassar o valor de TH o pino TOUT é ativado. O pino TOUT permanece ativado até que a temperatura caia e fique abaixo de TL.

Podemos configurar se o pino TOUT será ativado com nível lógico alto ou baixo, através do bit POL do registro CONFIG. Defina com 1 para ativá-lo com nivel lógico alto.

Endereçamento

O DS1631 possui três pinos A0, A1 e A2 responsáveis por alterar seu endereço no barramento.

O bit 0 define se nós iremos ler(1) ou escrever(0) no dispositivo.

O endereço é composto por:

Biblioteca

	/*
	DS1631 - Termômetro e Termostato.
	Autor: Tiago Melo
	Blog: Microcontrolandos
	Compilador: MikroC PRO PIC
	Bibliotecas: Conversions, C_String, Lcd, Lcd_Constants, Soft_I2C
	*/
	//Pinos do LCD.
	sbit LCD_RS at RC0_bit;
	sbit LCD_EN at RC1_bit;
	sbit LCD_D4 at RC2_bit;
	sbit LCD_D5 at RC3_bit;
	sbit LCD_D6 at RC4_bit;
	sbit LCD_D7 at RC5_bit;
	sbit LCD_RS_Direction at TRISC0_bit;
	sbit LCD_EN_Direction at TRISC1_bit;
	sbit LCD_D4_Direction at TRISC2_bit;
	sbit LCD_D5_Direction at TRISC3_bit;
	sbit LCD_D6_Direction at TRISC4_bit;
	sbit LCD_D7_Direction at TRISC5_bit;
	// Pinos do DS1631.
	sbit Soft_I2C_Scl at RC6_bit;
	sbit Soft_I2C_Sda at RC7_bit;
	sbit Soft_I2C_Scl_Direction at TRISC6_bit;
	sbit Soft_I2C_Sda_Direction at TRISC7_bit;
	// Comandos.
	#define DS1631_CMD_START_CONVERT 0x51
	#define DS1631_CMD_STOP_CONVERT 0x22
	#define DS1631_CMD_READ 0xAA
	#define DS1631_CMD_ACCESS_TH 0xA1
	#define DS1631_CMD_ACCESS_TL 0xA2
	#define DS1631_CMD_ACCESS_CFG 0xAC
	#define DS1631_CMD_SOFT_POR 0x54
	typedef union {
	char ONE_SHOT : 1; // 1 - One-Shot Mode, 0 - Continuous Conversion Mode
	char POL : 1; // 1 - TOUT is active high, 0 - TOUT is active low
	char R : 2; // 00 -> 9 bits, 01 -> 10 bits, 10 -> 11 bits, 11 -> 12 bits
	char NVB : 1; // A write to EEPROM memory is in progress
	char TLF : 1;
	char THF : 1;
	char DONE : 1; // 1 = A conversão da temperatura terminou.
	} DS1631_Config;
	typedef union {
	char : 4;
	char decimal : 4;
	signed char inteiro : 8;
	} DS1631_Temperature;
	#define DS1631_ADDRESS(addr) (0x90 | (addr << 1))
	// Lê dois bytes de um registro.
	unsigned DS1631_Read(char address, char reg) {
	unsigned value;
	Soft_I2C_Start(); // Sinal de start.
	Soft_I2C_Write(DS1631_ADDRESS(address)); // Envia o endereço do dispositivo + modo de escrita.
	Soft_I2C_Write(reg); // Envia o comando de acesso ao registro.
	Soft_I2C_Start(); // Sinal de start.
	Soft_I2C_Write(DS1631_ADDRESS(address) | 1); // Envia o endereço do dispositivo + modo de leitura.
	((char*)&value)[1] = Soft_I2C_Read(1); // Lê o byte mais significativo.
	((char*)&value)[0] = Soft_I2C_Read(0); // Lê o byte menos significativo.
	Soft_I2C_Stop(); // Sinal de stop.
	return value;
	}
	// Escreve dois bytes em um registro.
	void DS1631_Write(char address, char reg, unsigned value) {
	Soft_I2C_Start();
	Soft_I2C_Write(DS1631_ADDRESS(address));
	Soft_I2C_Write(reg);
	Soft_I2C_Write(((char*)&value)[1]); // MSB.
	Soft_I2C_Write(((char*)&value)[0]); // LSB.
	Soft_I2C_Stop();
	}
	// Inicializa o DS1631 com determinadas configurações.
	void DS1631_Init(char address, DS1631_Config * config) {
	Soft_I2C_Start(); // Sinal de start.
	Soft_I2C_Write(DS1631_ADDRESS(address)); // Envia o endereço do dispositivo + modo de escrita.
	Soft_I2C_Write(DS1631_CMD_ACCESS_CFG); // Envia o comando de acesso ao registro de configuração.
	Soft_I2C_Write(*(char*)config); // Envia o valor da configuração.
	Soft_I2C_Stop(); // Einal de stop.
	Delay_ms(10); // EEPROM Write Cycle Time.
	}
	// Inicia a conversão.
	void DS1631_Start(char address) {
	Soft_I2C_Start(); // Sinal de start
	Soft_I2C_Write(DS1631_ADDRESS(address)); // Envia o endereço do dispositivo + modo de escrita.
	Soft_I2C_Write(DS1631_CMD_START_CONVERT); // Envia o comando para iniciar a conversão.
	Soft_I2C_Stop(); // Sinal de stop.
	}
	// Encerra a conversão.
	void DS1631_Stop(char address) {
	Soft_I2C_Start(); // Sinal de start.
	Soft_I2C_Write(DS1631_ADDRESS(address)); // Envia o endereço do dispositivo + modo de escrita.
	Soft_I2C_Write(DS1631_CMD_STOP_CONVERT); // Envia o comando para parar a conversão.
	Soft_I2C_Stop(); // Sinal de stop.
	}
	void DS1631_Reset(char address) {
	Soft_I2C_Start(); // Sinal de start
	Soft_I2C_Write(DS1631_ADDRESS(address)); // Envia o endereço do dispositivo + modo de escrita.
	Soft_I2C_Write(DS1631_CMD_SOFT_POR); // Envia o comando de reset.
	Soft_I2C_Stop(); // Sinal de stop.
	}
	// Lê a temperatura.
	DS1631_Temperature DS1631_Read_Temperature(char address) {
	DS1631_Temperature temp;
	*((unsigned*)&temp) = DS1631_Read(address, DS1631_CMD_READ);
	return temp;
	}
	//Lê o limite inferior do termostato.
	DS1631_Temperature DS1631_Read_Temperature_Low(char address) {
	DS1631_Temperature temp;
	*((unsigned*)&temp) = DS1631_Read(address, DS1631_CMD_ACCESS_TL);
	return temp;
	}
	// Lê o limite superior do termostato.
	DS1631_Temperature DS1631_Read_Temperatura_High(char address) {
	DS1631_Temperature temp;
	*((unsigned*)&temp) = DS1631_Read(address, DS1631_CMD_ACCESS_TH);
	return temp;
	}
	// Escreve os limites inferiores e superiores do termostato.
	void DS1631_Write_Temperature(char address, int low, int high) {
	DS1631_Write(address, DS1631_CMD_ACCESS_TH, high << 8);
	//EEPROM Write Cycle Time.
	Delay_ms(10);
	DS1631_Write(address, DS1631_CMD_ACCESS_TL, low << 8);
	//EEPROM Write Cycle Time.
	Delay_ms(10);
	}
	void main() {
	DS1631_Config config;
	DS1631_Temperature temp;
	char msg[7]; // Mensagem que guarda o valor contido para String.
	// Inicializa o LCD.
	Lcd_Init();
	Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR);
	Lcd_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF);
	config.ONE_SHOT = 1; // Modo one-shot.
	config.POL = 1; // TOUT ativado com nível lógico alto.
	config.R = 3; // Resolucao de 12 bits.
	// Inicializa o DS1631.
	DS1631_Init(0, &config);
	// Define os limites inferiores e superiores do termostato.
	DS1631_Write_Temperature(0, 25, 30);
	while(1) {
	// Inicia a conversão One-Shot.
	DS1631_Start(0);
	//Espera 750ms, pois a resolução é de 12 bits.
	Delay_ms(750);
	// Escreve no display LCD.
	Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR);
	Lcd_Out(1, 5, "DS1631");
	Lcd_Out(2, 1, "Temp: ");
	// Realiza a leitura da temperatura e converte para String.
	temp = DS1631_Read_Temperature(0);
	IntToStr(temp.inteiro, msg); // Converte a parte inteira da temperatura em String.
	Lcd_Out_CP(msg + 3); // Escreve no LCD ignorando os 3 espaços em branco no ínicio da String.
	Lcd_Chr_CP('.'); // Ponto decimal.
	IntToStrWithZeros(temp.decimal * 625, msg); // Converte a parte decimal da temperatura em String.
	Lcd_Out_CP(msg + 2); // Escreve no LCD ignorando os 2 espaços em branco no ínicio da String.
	Lcd_Chr_CP(223); // O símbolo de °.
	Lcd_Chr_CP('C');
	}
	}

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