DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理DS18B20是一种数字温度传感器，其工作原理基于温度对半导体材料电阻的影响。
本文将详细介绍DS18B20的工作原理。
DS18B20采用了单总线接口，使得其连接和控制变得简单方便。
它由三个主要部分组成：温度传感器、数字转换器和总线接口电路。
温度传感器部分是DS18B20的核心，它采用了特殊的半导体材料，该材料的电阻与温度呈线性关系。
当温度上升时，半导体材料的电阻值会增加；当温度下降时，电阻值会减小。
这种特性使得DS18B20能够通过测量电阻值来间接测量温度。
数字转换器部分负责将传感器测得的电阻值转换为数字信号。
DS18B20采用了Delta-Sigma调制技术，将模拟信号转换为数字信号。
通过对电阻值进行采样和量化，可以得到与温度相关的数字信号。
总线接口电路是DS18B20与控制器之间的连接桥梁。
DS18B20采用了单总线接口协议，即只需要一个引脚就可以完成数据传输和控制。
总线接口电路负责接收控制器发送的指令，并将传感器测得的温度数据发送给控制器。
DS18B20的工作流程如下：首先，控制器发送启动转换指令给DS18B20，传感器开始测量温度。
然后，控制器通过总线接口电路读取传感器的温度数据。
最后，控制器根据接收到的温度数据进行处理和显示。
DS18B20具有以下特点：首先，它具有较高的温度测量精度，通常可以达到±0.5°C。
其次，DS18B20具有较低的功耗，工作电流仅为1-5mA。
此外，DS18B20还具有较长的传输距离，可以达到100米左右。
总之，DS18B20是一种基于半导体材料电阻与温度相关的数字温度传感器。
通过测量电阻值，并经过数字转换和总线接口电路的处理，DS18B20可以将温度信息转化为数字信号，并与控制器进行通信。
其高精度、低功耗和远距离传输等特点，使得DS18B20在各种温度测量应用中得到广泛应用。
DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理DS18B20是一种数字温度传感器，采用单总线接口通信，具有高精度、低功耗和可靠性强的特点。
它广泛应用于温度测量领域，例如室内温度监控、气象观测、工业自动化等。
DS18B20传感器的工作原理如下：1. 温度测量原理：DS18B20采用基于半导体的温度测量原理，利用温度对半导体材料电阻值的影响来测量温度。
它内部集成了温度传感器和模数转换器，能够将温度转换为数字信号输出。
2. 单总线通信：DS18B20传感器采用单总线通信方式，即通过一个数据线进行数据传输和控制。
这种通信方式使得传感器的连接更加简单，只需一个数据线和一个电源线即可。
3. 工作原理：DS18B20传感器的工作原理基于温度对半导体材料电阻值的影响。
传感器内部有一个温度传感器和一个模数转换器。
当传感器接收到读取温度的指令时，它会测量温度并将其转换为数字信号。
具体的工作流程如下：- 主控设备发送启动信号，将总线拉低一段时间；- 主控设备释放总线，等待传感器的响应；- 传感器检测到总线被拉低后，开始工作；- 传感器将温度数据转换为数字信号，并通过总线发送给主控设备；- 主控设备接收到传感器发送的数据，并进行解析。
4. 温度测量精度：DS18B20传感器具有高精度的温度测量能力，可实现±0.5℃的测量精度。
它还具有可调节的分辨率，可以根据需要选择9位、10位、11位或12位的分辨率。
5. 供电方式：DS18B20传感器可以通过总线线路供电，也可以通过外部电源供电。
通过总线供电时，传感器从总线线路获取所需的电能；通过外部电源供电时，传感器需要额外的电源线路提供电能。
总结：DS18B20传感器是一种基于半导体的数字温度传感器，采用单总线通信方式，具有高精度、低功耗和可靠性强的特点。
它的工作原理是利用温度对半导体材料电阻值的影响来测量温度，并通过单总线进行数据传输和控制。
DS18B20广泛应用于各种温度测量场景，为温度监测和控制提供了可靠的解决方案。
(完整版)DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理：DS18B20单线数字温度传感器是DALLAS半导体公司开发的适配微处理器的智能温度传感器。
它具有3脚TO-92小体积封装形式。
温度测量范围为-55℃--+125℃，可进行9-12位的编程，分辨率可达0.0625。
被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。
工作电压支持3V-5.5V，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少。
DS18B20采用3脚TO-92封装，引脚排列如图：DQ：数字信号端；GND：电源地；VDD：电源输入端DS18B20的内部框图如图：主要由寄生电源、64位激光ROM与单线接口、温度传感器、高速暂存器、触发寄存器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器组成。
测温电路原理：低温度系数振荡器用于产生稳定的频率f，振荡频率受温度的影响很小，高温度系数振荡器将被测温度转化成频率信号，随温度变化其振荡频率明显改变。
图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。
计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定。
每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别置入减法计数器、温度寄存器中。
在计数门关闭之前若计数器已减至零，温度寄存器中的数值就增加0.5℃。
然后，计数器依斜率累加器的状态置入新的数值，再对时钟计数，然后减至零，温度寄存器值又增加0.5℃。
只要计数门仍未关闭，就重复上诉过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。
温度传感器的应用背景：当今社会已经完全进入了电子信息化，温度控制器在各行各业中已经得到了充分的利用。
具有对温度进行实时监控的功能，保证机器，测量仪器等等的正常运坐，他最大的特点是能实时监控周围温度的高低，并能同时控制电机运作来改变温度。
现阶段运用于国内大部分家庭，系统效率越来越高，成本也越来越低。
并可以根据其性质进行相应的改进运用于不同场合进行温度监测控制，比如仓库里、汽车里、电脑等等，带来大量的经济效益。
DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理DS18B20是一种数字温度传感器，它采用单总线接口进行通信，并且具有高精度和可靠性。
DS18B20的工作原理基于温度对半导体材料电阻值的影响。
DS18B20传感器内部包含一个温度传感器和一个数字转换器。
温度传感器是基于PN结的二极管，其电阻值与温度呈负温度系数。
当温度升高时，半导体材料的电阻值减小，反之亦然。
DS18B20传感器通过单总线接口与主控设备进行通信。
在通信过程中，主控设备发送指令给传感器，传感器将温度数据转换成数字信号并发送回主控设备。
DS18B20传感器采用一种称为“1-Wire”的通信协议。
这种协议允许多个DS18B20传感器通过单根总线进行连接，每个传感器都有唯一的64位ROM代码，用于区分不同的传感器。
在通信过程中，主控设备向总线发送复位脉冲，然后传感器会回应存在脉冲。
主控设备发送指令给传感器，传感器根据指令进行相应的操作，例如读取温度值。
传感器将温度值转换为数字信号，并通过总线发送给主控设备。
DS18B20传感器具有高精度和可靠性。
它可以测量范围从-55°C到+125°C，并且具有±0.5°C的温度精度。
传感器内部有一个温度转换器，可以将温度转换为12位的数字信号，提供更高的精度。
DS18B20传感器还具有一些其他特性，例如可编程分辨率和温度报警功能。
可编程分辨率允许用户选择不同的温度精度，从9位到12位。
温度报警功能可以设置上下限温度值，当温度超过或低于设定值时，传感器将触发警报。
总结一下，DS18B20的工作原理是基于温度对半导体材料电阻值的影响。
它通过单总线接口与主控设备通信，采用1-Wire通信协议。
传感器内部有一个温度传感器和数字转换器，可以将温度转换为数字信号并发送给主控设备。
DS18B20具有高精度、可靠性和一些额外的特性，使其在许多应用中被广泛使用。
温度传感器DS18B20工作原理
温度传感器：DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
2 DS18B20的内部结构DS18B20内部结构如图1所示，主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的管脚排列如图2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地，见图4）。
ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。
64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。
ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
图1 DS18B20的内部结构图2DS18B20的管脚排列DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
例如＋125℃的数字输出为07D0H，＋25.0625℃的数字输出为0191H，－25.0625℃的数字输出为FF6FH，－55℃的数字输出为FC90H。
温度值高字节高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。
其中配置寄存器的格式如下：R1、R0决定温度转换的精度位数：R1R0=“00”，9位精度，最大转换时间为93.75ms；R1R0=“01”，10位精度，最大转换时间为187.5ms；R1R0=“10”，11位精度，最大转换时间为375ms；R1R0=“11”，12位精度，最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度。
DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理DS18B20是一种数字温度传感器，可以通过一根单线串行总线与微处理器或者其他设备进行通信。
它采用了数字温度传感技术，可以准确地测量环境温度，并将温度数据以数字形式传输给主设备。
DS18B20的工作原理如下：1. 温度测量原理：DS18B20使用了一个精确的温度传感器，该传感器基于温度对半导体材料电阻值的影响。
在DS18B20中，温度传感器是由一对金属电极和一个细丝电阻器组成的。
当温度升高时，电阻值增加，反之亦然。
通过测量电阻值的变化，可以确定环境温度。
2. 单线串行总线通信：DS18B20通过单线串行总线与主设备通信，这意味着只需要一根数据线就可以实现数据传输。
通信过程中，主设备发送指令给DS18B20，DS18B20将温度数据以数字形式传输回主设备。
这种通信方式简化了硬件连接，降低了成本。
3. 温度转换和精度：DS18B20将温度数据转换为数字形式，并以12位精度表示。
它可以测量的温度范围为-55℃至+125℃，精度为±0.5℃。
DS18B20还具有可编程的分辨率功能，可以选择9位、10位、11位或者12位的温度分辨率。
4. 供电和工作模式：DS18B20可以通过总线路线提供供电，也可以通过外部电源提供供电。
它还具有多种工作模式，包括连续转换模式和温度警报模式。
在连续转换模式下，DS18B20可以周期性地测量温度并发送数据。
在温度警报模式下，DS18B20可以设置上下限温度阈值，当温度超过或者低于设定阈值时，会触发警报信号。
总结：DS18B20是一种数字温度传感器，采用了数字温度传感技术。
它通过测量温度对半导体材料电阻值的影响来测量环境温度，并将温度数据以数字形式传输给主设备。
DS18B20具有单线串行总线通信、温度转换和精度、供电和工作模式等特点。
它在许多领域中被广泛应用，如气象监测、工业自动化、家用电器等。
其高精度和简单的硬件连接使其成为一种理想的温度传感器。
温度传感器DS18B20工作原理
温度传感器：DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
2 DS18B20的内部结构DS18B20内部结构如图1所示，主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的管脚排列如图2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地，见图4）。
ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。
64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。
ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
图1 DS18B20的内部结构图2DS18B20的管脚排列DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
例如＋125℃的数字输出为07D0H，＋25.0625℃的数字输出为0191H，－25.0625℃的数字输出为FF6FH，－55℃的数字输出为FC90H。
温度值高字节高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。
其中配置寄存器的格式如下：R1、R0决定温度转换的精度位数：R1R0=“00”，9位精度，最大转换时间为93.75ms；R1R0=“01”，10位精度，最大转换时间为187.5ms；R1R0=“10”，11位精度，最大转换时间为375ms；R1R0=“11”，12位精度，最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度。
DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理DS18B20是一种数字温度传感器，广泛应用于各种温度测量场合。
它采用一线通信协议，具有高精度和可编程分辨率等优点。
本文将介绍DS18B20的工作原理，以帮助读者更好地理解这种传感器的工作机制。
一、DS18B20的基本结构1.1 DS18B20传感器由温度传感器、存储器和控制逻辑电路组成。
1.2 温度传感器采用数字式温度传感器，具有高精度和快速响应特性。
1.3 存储器用于存储传感器的唯一标识号和温度数据。
二、DS18B20的工作原理2.1 DS18B20采用单总线通信协议，通过一根数据线进行数据传输。
2.2 传感器通过内部ADC将模拟温度信号转换为数字信号，并存储在存储器中。
2.3 控制逻辑电路通过单总线协议与主控器通信，读取存储器中的温度数据并传输给主控器。
三、DS18B20的精度和分辨率3.1 DS18B20具有高精度，温度测量精度可达±0.5°C。
3.2 传感器的分辨率可通过配置寄存器进行设置，可选9位、10位、11位或12位分辨率。
3.3 高分辨率能够提供更精确的温度测量结果，但会增加传输数据的长度和时间。
四、DS18B20的应用领域4.1 DS18B20广泛应用于温度监测系统、气象站、温室控制等领域。
4.2 由于其数字化输出和高精度特性，DS18B20在工业自动化和实验室测量中也得到广泛应用。
4.3 DS18B20传感器的小尺寸和低功耗使其适用于需要长期监测温度的场合。
五、DS18B20的优势和劣势5.1 DS18B20具有高精度、数字输出和可编程分辨率等优点。
5.2 传感器的单总线通信协议简化了系统设计和布线。
5.3 传感器的劣势是在极端条件下可能会受到干扰，影响温度测量的准确性。
综上所述，DS18B20是一种功能强大的数字温度传感器，具有高精度和可编程分辨率等优点。
通过深入了解其工作原理和特性，可以更好地应用于各种温度测量场合，为工程和科研提供可靠的温度数据支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
DS18B20的工作原理
DS18B20是一款数字温度传感器，具有高精度、低功耗、数字输出等特点。
它采用了独特的1-Wire接口技术，可以通过单一的数据线进行通信和供电，非常适合在各种环境中进行温度监测和控制。
DS18B20的工作原理如下：
1. 温度测量原理：
DS18B20利用半导体材料的温度特性来测量温度。
它内部集成为了一个温度传感器，该传感器基于温度对硅芯片内部电压的影响进行测量。
当温度升高时，硅芯片内部的电压也会随之变化，通过测量这个变化的电压，就可以得到温度的数值。
2. 1-Wire接口技术：
DS18B20采用了独特的1-Wire接口技术，这意味着它只需要一根数据线进行通信和供电。
在通信过程中，DS18B20会将温度数据转换为数字信号，并通过数据线传输给主控设备。
同时，主控设备也可以通过数据线向DS18B20发送指令，控制其工作模式和参数设置。
3. 工作电源：
DS18B20可以通过1-Wire接口从主控设备获取电源，也可以通过外部提供的电源进行供电。
当通过1-Wire接口供电时，DS18B20会从数据线上提取能量，并利用内部的电源管理电路进行稳定的工作。
这种设计使得DS18B20在低功耗模式下工作，非常适适合于电池供电的应用场景。
4. 温度精度和分辨率：
DS18B20具有高精度的温度测量能力，可以达到±0.5℃的精度。
同时，它还可
以根据需要进行温度分辨率的设置，可选的分辨率包括9位、10位、11位和12位。
分辨率越高，测量的温度范围越小，但精度也相应提高。
5. 多个DS18B20的连接：
由于DS18B20采用了1-Wire接口技术，可以通过将多个DS18B20连接在同一
条数据线上，实现多个温度传感器的同时测量。
每一个DS18B20都有一个惟一的
64位ROM代码，通过这个代码可以区分不同的传感器。
主控设备可以通过发送指令来选择特定的传感器进行温度测量。
总结：
DS18B20是一款采用1-Wire接口的数字温度传感器，具有高精度、低功耗、
数字输出等特点。
它的工作原理基于半导体材料的温度特性，通过测量内部电压的变化来获取温度数值。
DS18B20可以通过1-Wire接口从主控设备获取电源，并可
以同时连接多个传感器进行温度测量。
它广泛应用于各种温度监测和控制的领域，如气象、工业自动化、医疗设备等。