DS2720功能及其应用技术研究

4.2 DS2720控制流程

由于DS2720采用单总线通信方式，因此所有指令都采用数据形式，由主微处理器发送至DS2720执行。主微处理器通过DS2720的DQ引脚将命令逐位串行发送至DS2720。

典型的单总线命令序列如下：

程序初始化；
网络地址命令；
功能指令；
数据传输。

基于单总线上的所有传输都是以初始化开始。初始化过程由主微处理发出的复位脉冲和从机响应的应答脉冲组成。开始使用前由主微处理器发出复位信号，DS2720发出应答脉冲，通知主微处理器其准备就绪。由于单总线系统允许总线上挂接多个从机设备，因此在初始化后，主微处理器发送网络地址命令进行搜索或选择指定从机设备。当总线上挂接多个从设备时，则需要进行搜索匹配等命令操作；当总线上只有一个从机设备时，主微处理器发出跳越ROM命令，接着进行后续操作。当主机发出ROM命令访问某个指定的DS2720后，接着就可以发送DS2720的功能命令。

4.3 网络地址命令

在主机检测到应答脉冲后就可以发出网络地址命令，网络地址命令包括以下几种：

(1) 搜索ROM[Foh]
搜索1-Wire总线上所有从机设备的ROM地址，这样主机就能够判断出从机设备的数目和类型。

(2) 读ROM[33h]
该命令仅适用于总线上只有一个从机设备，它允许主机直接读出从机设备的64位ROM代码而无须执行搜索ROM过程。

(3) 匹配ROM[55h]
匹配ROM命令跟随64位ROM代码，从而允许主机访问多节点系统中某个指定的从机设备，仅当从机DS2720完全匹配64位ROM代码时才会响应主机随后发送的功能命令。

(4) 跳越ROM[CCh]
主机采用该命令可同时访问总线上的所有从机设备而无须再发出其他ROM代码信息，此命令适用于单1-Wire系统。当1-Wire总线上挂接多个从机设备时，该命令后的功能指令可能会引起数据冲突。

4.4 功能指令

DS2720通过功能指令对其保护寄存器、状态寄存器、特殊功能寄存器、EEPROM寄存器以及EEP-ROM等内部存储器进行读写操作。

常用的功能指令及其功能如下：

[69H]读数据指令。用于读取DS2720某一地址的数据，指令后需跟所要读取地址。
[6CH]写数据指令。用于对DS2720某一地址进行写操作，指令后须跟所要写入的地址。
[48H]数据复制指令。用于把SRAM中的内容复制到可锁定的EEPROM中保存。指令后需跟所要复制到的EEPROM地址。
[B8H]数据复制指令。用于把可锁定的EEP-ROM中的内容复制到SRAM中。指令后需跟EP-PROM的地址。
[6AH]锁定可锁定EEPROM存储器。指令后需跟可锁定EEPROM的地址，该指令有效的前提是EPPROM寄存器的bit 6(EEPROM锁定使能位)已置1。

5 基于DS2720的锂电池保护电路

5.1 DS2720电源工作模式

DS2720电源有"激活"和"睡眠"两种工作模式。DS2720正常工作时处于"激活"模式，处于"睡眠"模式时，DS2720检测信号，同时关断外部的两个N沟道MOSFET。电源工作模式转化条件如表2所示。


5.2 DS2720的工作原理及保护功能

当电池电压处于VUV～VOV范围内时，DS2720的CC引脚、DC引脚均输出9 V的高电平。驱动两个N沟道MOSFET导通，此时电池工作正常，电池向负载的放电和充电器向电池的充电都是自由进行的，可以正常充放电。DS2720工作波形如图3所示。


充电过压保护：若在VDD检测的电池电压超过过压阈值VOV，且持续时间大于过压延迟TOVD(TOVD典型值为1.0 s)，则DS2720关断外部充电控制MOSFET，并在保护寄存器中置OV标志。在过压期间，外部充电控制MOSFET截止，放电控制MOSFET导通，放电通路保持开路；当电池电压降到充电使能阈值电压VCE以下或放电导致VDD-VPLS>VOC时，充电控制MOS-FET被重新使能导通(过压保护过程中，充电控制MOSFET虽为截止状态，但放电路径依然流过其寄生二极管，故此时电池仍可放电)。

过放电欠压保护：若在VDD检测的电池电压低于欠压阀值VUV，且延迟时间大于TUVD(TUVD典型值：125 ms)，则DS2720关断充电和放电控制MOSFET，并置保护寄存器的UV标志，使其进入休眠模式。直到电池充电电压再次高于VUV时，过放电欠压保护解除，充电和放电控制MOSFET导通。

短路保护：若在VDD检测的电池电压低于短路检测阈值电压VSC，而且延迟时间大于TSCD(TSCD典型值为100μs)，则DS2720关断充电和放电控制MOSFET，并置保护寄存器的DOC标志。当VPLS>VDD-VOC时，电流通路重新建立。DS2720提供流经内部电阻RTST(从引脚VDD到引脚PLS，当VDD升至高于VSC时，上拉PLS)的测试电流。此测试电流可使DS2720检测低阻抗负载的偏移。另外，通过PLS和VDD引脚之间的RTST可恢复充电通路。

过流保护：若加在两个MOSFET的电压VDD-VPLS>VOC，并且持续时间超过TOCD(TOCD典型值16 ms)时，则DS2720关断外部充电控制和放电控制MOS-FET，并置位保护寄存器DOC标志。当VPLS>VDD-VOC时，电流通路重新建立。

过热保护：若DS2720温度超过TMAX，则立即关断外部充电控制和放电控制MOSFET，防止芯片、电池因过热导致损坏。当DS2720温度降至低于TMAX，并且主微处理器复位OT位后，充电控制和放电控制MOSFET恢复导通。DS2720在使用时应尽量贴近电池，以获得电池的温度。

恢复充电：VDD引脚和PLS引脚之间集成了一个由内部恢复充电电阻RTST(大小为5kΩ～10kΩ)和一只二极管组成的通路，该通路在满足一定条件时使能。当电池过放电，锂电池电压低于VSC时，DS2720立即使能恢复充电RTST通路，此时充电控制MOSFET和放电控制MOSFET关断，DS2720通过RTST和二极管组成的通路为电池进行恢复充电(由于放电时二极管工作在反向状态，故此时电池不能通过此通路放电)。当锂电池电压恢复至VUV时，放电控制MOSFET和充电控制MOSFET均导通，电池自由充放电。当VDD>VCE时恢复充电RTST通路关闭。