DS2450是美国达拉斯（Dallas）半导体公司1999年新推出的符合单总线协议的四路A/D转换器。每个输入通道有各自的 寄存器 组来存储输入电压的范围、分辨率和报警门限值以及当输入电压偏离指定范围时的使能标志。DS2450可与 单片机 端口的一个引脚（如P1.0）直接相连；也可与PC机的 RS 232串行口经 适配器 转换后相连，且可挂上多个DS2450，使用很方便。下面介绍DS2450的主要特性与工程应用。
１ DS2450主要特性
· 用户可编程设置输入范围（2.56V，5.12V）、分辨率（１～16位）和报警门限；
· 单电源工作（5V）；
· 很低的功耗：工作时2.5mW，空闲时2.5μW；
· 内置多点控制器允许在一条公共单总线上对多个DS2450识别和操作；
· 响应模拟电压超过报警门限时的条件查找；
· 未用作模拟输入的通道可用作闭环控制的漏极 开路 的数字输出；
· 直接与微处理器端口的一个引脚相连，并以16.3kbps的速率通信；
· 超速模式下通信速率可达142kbps；
· 片上16位CRC生成器能确保数据传输的正确性；
· 出厂前 激光 刻录和经过 测试 的64位唯一注册号（8位族码+48位序列号+8位CRC校验码）能保证绝对的跟踪能力，因为没有两个部分是相似的；
· 8位族码规定了器件与总线命令者通信的需求；
· 工作温度范围从-40°Ｃ～+85°Ｃ；
· 紧凑，低成本，8引脚SOIC表面安装封装。
２ 引脚说明
DS2450为8脚贴片式封装，如图１所示。
３ DS2450工作原理与设置
3.1 原理框图
DS2450单总线四路A/D转换器是一个具有四选一多路转换 开关 的逐次逼近A/D转换器。其内部组成原理框图如图２所示。
图２中上部是工作电源。器件通过单总线或者从Vcc引脚取得功率。如果不用Vcc供电，器件在单总线为高期间把能量储存在一个内部 电容器 上，并且在单总线为低期间继续以“寄生”功率为动力工作，直到单总线为高时才补充寄生（ 电容 器上）能量。这就提供了足够的能量。要进行A/D转换，需要将单总线强上拉到 5V，或者使用Vcc供电。中部4个方框是单总线协议控制和CRC校验。每一个 DS2450出厂前用激光刻录注册号，此注册号包含一个唯一的48位序列号、一个8位CRC校验码和一个8位族码（20H）。DS2450的64位 ROM 部分不仅是器件绝对唯一的电子标识，而且是定位和寻址器件以实现控制功能的一种手段。CRC（Cyclic Redundancty Check）称为循环冗余码检测，是 数据通信 中校验数据传输是否正确的一种常用方法。下部３个方框是A/D转换器及选通和控制 电路 。
3.2 单总线协议
DS2450采用达拉斯公司数据传输的单总线协议。与DS2450的通信需要一根双向线，典型地可以是单片机端口的一个引脚。单总线协议的层次结构如图３所示。单总线命令者首先必须发送七个ROM功能命令中的一个命令。七个ROM功能命令分别是：①读ROM（读取64位注册号）；②匹配ROM（总线上有多个DS2450时，寻址某个DS2450）；③查找ROM（系统首次启动后，需识别总线上各器件）；④条件查找ROM（只查找输入电压超过设置的报警门限值的DS2450）；⑤跳过ROM（总线上只有一个DS2450时，跳过读ROM命令直接向器件发送命令，以节省时间）；⑥超速跳过ROM（超速模式下跳过读ROM命令）；⑦超速匹配ROM（超速模式下寻址某个DS2450）。在成功执行上述命令之一后，总线命令者可发送任何一个可使用的命令来访问存储和控制功能。所有数据的读写都是从最低位开始的。
3.3 器件 存储器
DS2450所有的寄存器都映射到一个由相邻２４个字节组成的线性内存范围内，分为3页，每页8字节。第一页叫做转换读出页，内部逻辑将转换结果放在此内存区域以让总线命令者读取。从通道A最低地址00开始，每个通道有一个16位的区域用来存放转换结果，如表１所示。为节省篇幅，表１、表２、表３只列出了通道D。
上电时转换读出寄存器缺省为全零。不管分辨率如何，转换结果的最高位总是在同一位置。如果分辨率小于16位，转换结果的低位将用零填充来产生一个16位结果。对于不需要四路模拟输入的应用，应当将D作为第一个通道，C作为第二个通道，依次类推。这样做的优点是当读取转换结果时，可以较快地到达页尾和读取CRC16，并且可使单总线上的流量最小。
通道控制和状态信息存于第二页，如表２所示。其第一字节的低四位控制A/D转换位数，如1111为15位。位5不起作用，始终为0。位6为输出控制，OC 为0该通道可以输出。位7是输出使能，OE为1表示通道可控。第二字节的位０选择输入电压的范围。当IR为0时，是2.55V。当IR为1时，是 5.10V。位１不起作用，读出总是０，且不能置为１。位２和位３分别是AEL（低限报警使能）和AEH（高限报警使能），控制器件是否将响应条件查找（见ROM功能）。位４和位５分别是报警标志AFL（低）和AFH（高），告诉总线命令者在上次转换中输入电压是否超过了最低或最高门限。如果新的转换不产生报警，那么这些标志将自动清除，也可不通过转换而由总线命令者写为0。位6读出总是０，且不能置为１。位７为器件上电复位状态，当器件执行上电复位周期时，POR自动置为１。如果该位为１，器件将总是响应条件查找命令，以便通知命令者控制和门限数据不再有效，但不会产生一个复位周期。上电完毕后，总线命令者需将POR位置为１。该过程可与恢复控制和门限数据一起进行。因为POR位与器件而不是具体通道有关，因此使用的是最近一次的设置值。上电时每个通道的控制／状态数据的第一个字节为08H，第二个字节为8CH。
每个通道的报警门限电压存于第三页，见表３。低报警门限位于第一字节，低报警门限上电时缺省为00H，高报警门限为FFH。报警设置总是8位。当分辨率大于或等于8位时，如果转换结果比存储在高报警寄存器（AFH）中的值大，或者比存储在低报警寄存器（AFL）中的值小，那么就会设置报警标志。当分辨率低于8位时，忽略报警寄存器的最低位。
地址18到1F为第四页，工厂校准时使用该页。用户可以通过读内存和写内存命令来访问该页，该页数据的改变会使DS2450校准失灵或者失去功能。如果DS2450由Vcc供电，那么必须在上电完毕后向地址1C写入十六进制40来使模拟电路永久地保持在工作状态。
４ 工程应用
在单总线系统中，挂上DS2450A/D转换器后，则可通过 传感器 把各种物理量变为数字经单总线送 计算机 进行处理了。图４展示了以PC机作控制时的气象监测系统的部分示意图。图５是以单片微机作控制时的环境测控系统的部分示意图。
５ 软件设计
为保证数据可靠地传送，任一时刻单总线上只能有一个控制信号或数据。进行数据通信时应符合单总线协议，计算机对某一测控对象操作时，一般有以下四个过程：（１）初始化信号；（２）传送ROM命令；（３）传送 RAM 命令；（４）数据交换。每次传送的数据或命令是由一系列的时序信号组成的，单总线上共有四种时序信号：（１）初始化信号（复位信号）；（２）写０信号；（３）写１信号；（４）读信号。软件设 计时 要产生这四种时序信号波形。
在单总线系统中，软件设计是技术的关键。简洁的硬件配置是靠复杂的软件来支撑的。随着主控计算机的不同，可分为PC机控制和单片机控制两种情况。
5.1 PC机控制
在这种情况下，使用达拉斯公司授权软件开发商（ASDs）的TMEX套装软件开发工具来进行软件设计。上述四种时序信号波形程序已包含在TMEX中，编程时可直接调用。TMEX其实是一些动态链接库，提供了对单总线芯片进行访问和控制的函数，它支持Microsoft Windows及DOS的各种软件平台，可采用C、 C++ 、Borland Delphi、Microsoft Access和Visual B asic 等可视化编程语言来开发；还支持DS9097U通用串行口转换器、DS9097、DS9087E及“真正”接地串行口转换器和DS1410E、 DS1410D并行转换口。因此，可以设计精美、生动的界面，既可看到 监控 系统的总布局图，又可查看某个监控现场的状态数据和指示信号，达到了现代化、自动化的管理水平。
5.2 单片机控制
在这种情况下，要采用单片机的汇编语言编程。根据单总线协议的规定，要编写产生上述的四种时序信号波形的程序，手册中对这四种波形参数（如脉冲上升时间、宽度和间隙等）都作了具体的要求，设计中应保证指令执行时间小于或等于时序信号中的最小时间。由于使用汇编语言编写单总线的系统程序和具体的应用程序，相比之下，要比使用PC机控制麻烦多了。
DS2450单总线四路A/D转换器是一个具有四选一多路转换开关的逐次逼近A/D转换器。其内部组成原理框图如图２所示。
图２中上部是工作电源。器件通过单总线或者从Vcc引脚取得功率。如果不用Vcc供电，器件在单总线为高期间把能量储存在一个内部电容器上，并且在单总线为低期间继续以“寄生”功率为动力工作，直到单总线为高时才补充寄生（电容器上）能量。这就提供了足够的能量。要进行A/D转换，需要将单总线强上拉到 5V，或者使用Vcc供电。中部4个方框是单总线协议控制和CRC校验。每一个 DS2450出厂前用激光刻录注册号，此注册号包含一个唯一的48位序列号、一个8位CRC校验码和一个8位族码（20H）。DS2450的64位ROM 部分不仅是器件绝对唯一的电子标识，而且是定位和寻址器件以实现控制功能的一种手段。CRC（Cyclic Redundancty Check）称为循环冗余码检测，是数据通信中校验数据传输是否正确的一种常用方法。下部３个方框是A/D转换器及选通和控制电路。
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