智能温度传感器DS18B20及其应用
DS18B20原理及应用
数字温度传感器DS18B20的工作原理及在变电站测温的应用一应用背景概述测量温度的关键是温度传感器。
随着技术飞速发展，传感器已进入第三代数字传感器。
本测温系统采用的DS18B20就是属于这种传感器。
DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产的单总线数字温度传感器，它可以实现数字化输出和测试，并且有控制功能强、传输距离远、抗干扰能力强、接口方便、微功耗等优点，因而被广泛应用在工业、农业、军事等领域的控制仪器、测控系统中。
二 DS18B20的原理及特性介绍1.DS18B20的几个特点：a. DS18B20因为采用了单总线技术，可通过串行口线，也可通过其他I/O口线与微机直接接传感器直接输出被测温度值（二进制数）。
b.其测量温度范围为：-55℃————+125℃,c.测量分辨率为：0.0625℃,是其他传感器无法相比的。
图1 DS18B20外部形状及管脚d.内含64位只读存储器ROM,（内存出厂序列号，是对应每一个器件的唯一号），还又RAM 存有温度当前转换值及符号。
e.用户可分别设定每个器件的温度上、下限。
f.内含寄生电源。
2. DS18b20的结构：a. 64位光刻ROM ，可以看作是DS18B20的地址序列号，如表一所示。
表1b.高速暂存器RAM共占0、1两个单元：表2两个8位的RAM中，存放二进制的数，高五位是符号位，如果温度大于0OC,这五位数为0，将测到的数值乘以0.0625，即得到实际的温度值;如果温度小于0OC,高五位为1，测到的数值需要取反加1，再乘以0.0625 ，才得到实际的温度值。
c. 九个寄存器的名称及作用：表3三 DS18B20 的控制方法DS18B20的操作是通过执行操作命令实现的，其控制程序是按照DS18B20的通讯协议编制的。
单片机与DS18B20交换数据，CPU按照单总线协议在总线上产生复位时序和读写时序来实现的。
其中包含复位脉冲、响应脉冲、读、写时序，只有响应脉冲是DS18B 20发出的，其他都有单片机发出。
温度传感器DS18B20的应用
ＤＳ１８Ｂ２０是美国ＤＡＬＬＡＳ半导体公司生产的最新可组网、单线数字式温度传感器。
ＤＳ１８Ｂ２０将温度传感器、Ａ／Ｄ传感器、寄存器、接口电路集成在一个芯片中，外观与普通塑封晶体管极为相似，可实现直接数字化输出、测试，并具有控制功能强、传输距离远、抗干扰能力强、微型化、微功耗、易于和微控制器ＭＣＵ或微机进行数据交换等特点。
很多智能化的温度传感器使用同步串行总线技术，如：Ｍｉｃｒｏｗｉｒｅ／Ｐｌｕｓ（ＮＳＣ）等均采用串行总线协议，而ＤＳ１８Ｂ２０采用的是１－Ｗｉｒｅ总线协议。
１－Ｗｉｒｅ是ＤＡＬＬＡＳ公司的一项专有技术，它采用一根信号线实现信号的双向传输，接口简单、节省Ｉ／Ｏ口线、便于扩展和维护。
由于以上优点，ＤＳ１８Ｂ２０被广泛应用于防火、防爆等单点，多点检测场合，特别适合棉麻、粮食等易燃，易爆物的大型仓储的管理。
一、ＤＳ１８Ｂ２０的特性一个端口即可实现通信。
每个ＤＳ１８Ｂ２０都有一个独一无二的序列号，实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温，测温范围在－５５℃～＋１２５℃，精度误差为±０．５℃。
现场温度直接以“一线总线”的数字式传输，支持３～５．５Ｖ的电压范围。
数字温度计的分辨率，用户可以选择的范围是９位到１２位，内部有温度上、下限告警设置。
用户设定的报警温度储存在ＥＥＰＲＯＭ中，掉电后依然保存。
二、ＤＳ１８Ｂ２０的引脚介绍三、ＤＳ１８Ｂ２０的使用ＤＳ１８Ｂ２０采用的是１－Ｗｉｒｅ总线协议方式，即在一根数据线上实现数据的双向传输，但对一般的单片机来讲，单纯的硬件并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件方法模拟单总线的协议时序，从而完成对ＤＳ１８Ｂ２０芯片的访问。
ＤＳ１８Ｂ２０在一根Ｉ／Ｏ线上读写数据，因此，对读温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０的应用■王明英图１ＤＳ１８Ｂ２０外观图和封装底视图序号名称引脚功能描述１ＧＮＤ地信号２ＤＱ数据输入／输出引脚。
开漏单总线接口引脚。
用在寄生电源下，也可以向器件提供电源。
数字温度传感器DS18B20及其应用
数字温度传感器DS18B20及其应用数字化技术推动了信息化的革命在传感器的器件结构上采用数字化技术，使信息的采集变得更加方便。
例如，对于温度信号采集系统，传统的模拟温度传感器多为铂电阻、铜电阻等。
每一个传感器的传输线至少有两根导线，带补偿接法需要三根导线。
如果对50路温度信号进行检测，就需要100根或150根导线接到采集端口，然后还要经过电桥电路、信号放大、通道选择、A／D转换等，才能将温度信号变成数字信号供计算机处理。
DS18B20是美国DALLAS公司生产的新型单总线数字温度传感器，如图1所示。
DS18B20采用3脚(或8脚)封装，从图1中看到，从DS18B20读出或写人数据仅需要一根I／O口线。
并且以串行通信的方式与微控制器进行数据通信。
该器件将半导体温敏器件、A／D 转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上，传感器直接输出的就是温度信号数字值。
信号传输采用两芯(或三芯)电缆构成的单总线结构。
一条单总线电缆上可以挂接若干个数字温度传感器，每个传感器有一个唯一的地址编码。
微控制器通过对器件的寻址，就可以读取某一个传感器的温度值，从而简化了信号采集系统的电路结构。
采集端口的连接线减少了50倍，既节省了造价，又给现场施工带来极大的方便。
DS18B20是实现单总线测控网络的关键器件,主要包括：寄生电源、温度传感器、64位激光ROM 和单总线接口、存放中间数据的高速暂存器RAM、用于存储用户设定温度上下限值的TH和TL触发器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码(CRC)发生器等七部分。
DS18B20内部存储器由ROM、RAM和E2ROM组成,其中，ROM 由64位二进制数字组成，共分为8个字节，字节0的内容是该产品的厂家代号28H，字节1～字节6的内容是48位器件序列号，字节7是ROM前56位的CRC校验码。
由于64位ROM 码具有唯一性，在使用时作为该器件的地址，通过读ROM命令可以将它读出来。
智能温度传感器DS18B20的原理与应用
智能温度传感器DS18B20的原理与应用DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。
与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。
可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。
因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。
他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
1DS18B20简介（1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（2）在使用中不需要任何外围元件。
（3）可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。
（4）测温范围：-55 ~+125 ℃。
固有测温分辨率为0.5 ℃。
（5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式。
（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。
（7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。
（8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
2DS18B20的内部结构DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图1所示。
(1) 64 b闪速ROM的结构如下：开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。
(2) 非易市失性温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限。
(3) 高速暂存存储器DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E 2RAM。
数字温度传感器ds18b20的原理与应用
数字温度传感器DS18B20的原理与应用1. 概述数字温度传感器DS18B20是一种广泛应用于工业控制、计算机温控等领域的传感器。
本文将介绍DS18B20的原理和应用，并对其工作原理、特点以及应用场景进行详细阐述。
2. DS18B20的工作原理DS18B20采用了数字式温度传感器技术，其工作原理基于温度对半导体材料电阻值的变化进行测量。
具体工作原理如下：1. DS18B20内部包含一个温度传感器、位移寄存器（DS）和一个多功能I/O口。
2. 温度传感器由多个晶体管组成，当温度发生变化时，晶体管的导电能力发生变化。
3. DS18B20通过I/O口与外部控制器进行通信，并将温度数据以数字形式传输。
3. DS18B20的特点DS18B20作为一种数字温度传感器，具有许多独特的特点，包括： - 高精度：DS18B20具有高精度的温度测量能力，精确到0.5°C。
- 数字输出：DS18B20通过数字信号输出温度数据，方便与其他数字设备进行连接与通信。
- 单总线接口：DS18B20采用了单总线接口通信，可以通过一根数据线与外部控制器进行连接，简化了接线工作。
- 可编程分辨率：DS18B20的分辨率可以通过配置进行调整，可以根据具体应用需求选择不同的分辨率。
4. DS18B20的应用场景DS18B20由于其特点和功能的优势，在许多领域得到了广泛应用，包括但不限于以下场景：4.1 工业控制DS18B20可以用于工业控制系统中，用于监测和控制温度。
例如，在生产线上使用DS18B20传感器实时监测设备温度，当温度超出设定范围时，及时采取控制措施，以保证生产过程的稳定性和安全性。
4.2 计算机温控DS18B20可以作为计算机温度监测的传感器，用于检测计算机主板、CPU和其他关键部件的温度。
通过DS18B20传感器的数据，可以实时监测计算机的温度状况，并进行相应的温度调控，以提高计算机的稳定性和使用寿命。
DS18B20中文资料
DS18B20中文资料DS18B20是一种数字温度传感器，采用单总线数据传输协议进行通信。
它能够高精度地测量环境温度，并且具有体积小、价格低廉、使用方便等特点。
本文将介绍DS18B20传感器的原理、特性以及应用场景。
一、传感器原理DS18B20传感器采用基于硅的温度传感技术。
其内部集成了温度传感器、模数转换器等电路，以及一组ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)。
传感器通过感应环境温度引起的半导体温度变化，将温度值转换为数字信号输出。
二、传感器特性1. 高精度：DS18B20传感器具有最高精度为±0.5°C的温度测量能力，适用于对于精度要求较高的应用场景。
2. 大量程：传感器可在-55°C至+125°C的温度范围内进行测量，适用于广泛的温度监测需求。
3. 单总线接口：传感器采用单总线接口进行数据传输，仅需要一根数据线，方便集成和使用。
4. 低功耗：传感器工作时的电源电压范围为3V至5.5V，具有低功耗的特点，适用于需要长时间连续监测温度的场景。
5. 独特的硬件地址：每个DS18B20传感器都有一个独特的64位硬件地址，可以通过该地址进行单独的识别和通信。
三、传感器应用由于DS18B20传感器具有小巧、精确、方便等特点，因此在很多领域得到了广泛应用。
1. 温度监测系统：传感器可以应用于各种温度监测系统，如气象站、冷链物流、温度报警器等。
通过使用多个DS18B20传感器，可以实现对不同位置的温度进行监测和记录。
2. 温度控制系统：传感器可以用于控制温度的系统，例如恒温器、温室控制系统等。
通过实时监测环境温度，并根据需求进行温度控制，可以提供更舒适的生活和工作环境。
3. 工业自动化：在工业环境中，温度监测也是很重要的一项任务。
DS18B20传感器可以与PLC、SCADA等系统集成，用于工业自动化控制和监测。
4. 物联网应用：随着物联网的发展，温度传感器在物联网应用中的需求越来越大。
DS18B20数字温度传感器应用详解
DS18B20数字温度传感器应用详解电路图参考图:在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。
另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。
因此，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。
新的"一线器件"DS18B20体积更小、适用电压更宽、更经济。
美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 "一线总线"接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。
使你可以充分发挥“一线总线”的优点。
目前DS18B20批量采购价格仅10元左右。
DS18B20、DS1822 "一线总线"数字化温度传感器同DS1820一样，DS18B20也支持"一线总线"接口，测量温度范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内，精度为±0.5°C。
DS1822的精度较差为±2°C。
现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。
适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。
与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。
数字式温度传感器DS18B20及其应用
器件应用数字式温度传感器DS18B20及其应用空军工程大学导弹学院(陕西三原713800) 韩小斌 朱永文摘 要 文章介绍了新一代数字式温度传感器DS18B20,它集温度感知、数字量转化、高低温限设定和报警于一体。
文章详细地阐述了DS18B20的测量原理、特性以及在多路温度测量应用中的测量电器设计和软件设计。
关键词 DS18B20传感器 温度检测 单片机 DS18B20是美国Dallas 半导体公司的新一代数字式温度传感器,它具有独特的单总线接口方式,即允许在一条信号线上挂接数十甚至上百个数字式传感器,从而使测温装置与各传感器的接口变得十分简单,克服了模拟式传感器与微机接口时需要的A/D 转换器及其它复杂外围电路的缺点,由它组成的温度测控系统非常方便,而且成本低、体积小、可靠性高。
图1 DS18B20外部形状及管脚图1 基本特性DS18B20数字式温度传感器的外部形状、内部芯片如图1所示。
它使用一总线接口实现和外部微处理器的通信。
温度的测量范围为-55~+125b C,测量精度为0.5b C 。
传感器的供电寄生在通信的总线上,可以从一总线通信中的高电平中取得,这样可以不需要外部的供电电源。
作为替代也可直接用供电端(VDD)供电。
一般在检测的温度超过100b C 时,建议使用供电端供电,供电的范围为3~5.5V 。
当使用总线寄生供电时,供电端必须接地,同时总线口在空闲的时候必须保持高电平,以便对传感器充电。
每一个DS18B20温度传感器都有一个自己特有的芯片序列号,我们可以将多个这样的温度传感器挂接在一根总线上,实现多点温度的检测。
2 测温原理DS18B20的测温原理如图2所示。
低温系数振荡器输出的时钟脉冲信号通过由高温系数振荡器产生的门开通周期而被计数,通过该计数值来测量温度。
计数器被预置为与-55b C 对应的一个基数值,如果计数器在高温系数振荡器输出的门周期结束前计数到零,表示测量的温度高于-55b C,被预置在-55b C 的温度寄存器的值就增加一个增量,同时为了补偿温度振荡器的抛物线特性,计数器被斜率累加器所决定的值进行预置,时钟再次使计数器计数直至零,如果开门通时间仍未结束,那么重复此过程,直到高温度系数振荡器的门周期结束为止。
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智能温度传感器DS18B20及其应用
作者：张军， ZHANG Jun
作者单位：山西冶金技师学院,山西太原,030003
刊名：
仪表技术
英文刊名：INSTRUMENTATION TECHNOLOGY
年，卷(期)：2010(4)
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本文链接：/Periodical_ybjs201004023.aspx。