1-Wire总线数字温度传感器DS18B20及应用
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。
ds18b20与单片机工作原理
ds18b20与单片机工作原理
DS18B20是一款数字温度传感器，常用于单片机系统中进行温度测量。
它采用了1-Wire总线协议，可以通过单一的数据线实现数据传输和供电。
DS18B20传感器内部结构包含了一个温度传感器单元、数字转换单元和存储器单元。
温度传感器单元采用了精确的模拟传感器，能够测量环境温度并输出相应的模拟信号。
数字转换单元将模拟信号转换为数字信号，并通过1-Wire总线传输给单片机。
存储器单元用于存储温度传感器的序列号、配置信息和温度数据。
DS18B20与单片机之间的通信采用了1-Wire总线协议。
这种协议通过单一的数据线实现数据传输和供电，简化了硬件连接和布线。
在通信过程中，单片机作为总线的主设备，发出读取传感器数据的指令，并通过1-Wire总线接收传感器的响应。
传感器在接收到指令后，进行温度测量并将结果转换为数字信号，然后通过1-Wire总线传输给单片机。
为了确保稳定的数据传输，DS18B20还包含了内部的电源管理电路和时序控制电路。
电源管理电路能够自行调整传感器的供电电流，并且能够自动进入休眠状态以降低功耗。
时序控制电路用于控制通信的时间序列，确保数据的准确传输。
总结而言，DS18B20与单片机通过1-Wire总线协议进行通信，实现温度数据的测量和传输。
其内部结构包含温度传感器单元、数字转换单元和存储器单元，通过精确的模拟传感器进行温度测量，并采用电源管理和时序控制电路确保稳定的数据传输。
【注意】回答中出现的具体器件、厂商及其特定信息只是为了描述清楚相关原理，并不构成对其的任何推荐或宣传。
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。
数字温度传感器DS18B20C-25页说明
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※DS1B820单总线数字温度计※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※一、概述1.1一般说明DS18B20数字温度计提供9至12位（可设置）温度读数,指示器件的温度。
信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线（另加上地线）。
读、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。
因为每一个DS18B20有唯一的系列号（silicon serial number），因此多个DS18B20可以连接在于同一条单线总线上。
这允许在许多不同的地方放置DS18B20温度传感器。
此特性可广泛地应用于HVAC环境控制，建筑物、设备或机械内的温度检测，以及过程监视和控制中的温度检测。
1.2特性·独特的单线接口，只需1个接口引脚即可通信·多点并接能力使分布式温度检测的应用得以简化·不需要外部元件·可用数据线供电，若外加电源，范围3V至5.5V·不需备份电源·测量范围从-55℃至+125℃，对应的华氏温度范围是-67℉至257℉。
·在-10℃至+85℃内的准确度为±0.5℃。
·可编程设定9至12位的温度分辨率·在750毫秒（最大值）内把温度变换为12位数字值·用户可设置，非易失性的温度告警值·告警搜索命令可在众多的器件中，快速识别出超过设定的“告警温度”值的器件。
·应用范围包括恒温控制，工业系统，消费类产品，温度计或任何热敏系统25/11.3引脚排列1.4详细的引脚说明TSOC8脚SOIC TO92符说明151GND地线242DQ数据输入/输出引脚。
漏极开路结构，详见“寄生电源”一节。
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的使用法解析
DS18B20共有三种形态的存储器资源：
１、ROM 只读存储器，用于存放DS18B20的ID编码，其前8 位是单线系列编码（DS18B20的是 ２８H），后面48位是芯 片唯一的序列号，最后8位是以上56位的CRC码（冗余校验）。 数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM。
２、RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉 电后丢失，DS18B20共9个字节RAM，每个字节为8位。第1、 2个字节是温度转换后的数据值（温度寄存器），第3、4个字 节是用户EEPROM（温度报警值TH、TL储存）的镜像。在上 电复位时其值将被刷新。第5个字节则是用户第3个EEPROM 的镜像（配置寄存器）。第6、7、8个字节为计数寄存器，是 为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是内部温 度转换、计算的暂存单元。第9个字节为前8个字节的CRC码。 ３、EEPROM 非易失性记忆体，用于存放长期需要保存的数 据，上下限温度报警值和校验数据，DS18B20共3位 EEPROM，并在RAM都存在镜像，以方便用户操作。
这是向RAM中写入数据的指令，随后写入的两 个字节的数据将会被存到地址2（报警RAM之TH） 和地址3（报警RAM之TL）。写入过程中可以用复 位信号中止写入。
Read Scratchpad （从RAM中读数据）[BEH]
此指令从RAM中读数据，读地址从地址0开始， 一直可以读到地址9，完成整个RAM数据的读出。芯 片允许在读过程中用复位信号中止读取，即可以不 读后面不需要的字节以减少读取时间。
Read Power Supply（工作方式切换）[B4H]
此指令发出后发出读时间隙，芯片会返回它的 电源状态字，“0”为寄生电源状态，“1”为外部 电源状态。
DS18B20的工作原理及应用
1.DS18B20的工作原理① DS18B20数字温度传感器概述DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。
因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
DS18B20产品的特点●只要求一个端口即可实现通信。
●在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
●实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
●测量温度范围在－55.C到＋125.C之间。
●数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
●内部有温度上、下限告警设置。
TO－92封装的DS18B20的引脚排列见右图，其引脚功能描述见表表3-2DS18B20详细引脚功能描述②DS18B20的内部结构DS18B20的内部框图下图所示，DS18B20 的内部有64 位的ROM 单元，和9 字节的暂存器单元。
64位ROM存储器件独一无二的序列号。
暂存器包含两字节（0和1字节）的温度寄存器，用于存储温度传感器的数字输出。
暂存器还提供一字节的上线警报触发（T H）和下线警报触发（TL）寄存器（2和3字节），和一字节的配置寄存器（4字节），使用者可以通过配置寄存器来设置温度转换的精度。
暂存器的5、6和7字节器件内部保留使用。
第八字节含有循环冗余码（CRC ）。
使用寄生电源时，DS18B20不需额外的供电电源；当总线为高电平时，功率由单总线上的上拉电阻通过DQ引脚提供；高电平总线信号同时也向内部电容CPP充电，CPP 在总线低电平时为器件供电。
（字节5~8 就不用看了）。
图为暂存器A.温度寄存器（0和1字节）DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：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。
这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。
单线数字温度传感器DS18B20的原理与应用
单线数字温度传感器DS18B20的原理与应用摘要：介绍单线数字温度传感器DS1820的特性及工作原理，给出了DS1820与89C51单片机接口的应用实例，以及由DS1820组成温度检测系统的方法，并给出了对DS1820进行各种操作的软件流程图。
关键词：单线制（1-Wire)时隙A/D变换美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS1820,可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。
由于每片DS1820含有唯一的硅串行数 所以在一条总线上可挂接任意多个DS1820芯片。
从DS1820读出的信息或写入DS1820的信息，仅需要一根口线（单线接口）。
读写及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DS1820供电，而无需额外电源。
DS1820提供九位温度读数，构成多点温度检测系统而无需任何外围硬件。
本文给出了DS1820与89C51单片机接口的应用实例和DS1820组成温度检测系统的方法，并给出了对DS1820进行各种操作的软件流程图。
１DS1820的特性·单线接口：仅需一根口线与MCU连接·无需外围元件·由总线提供电源·测温范围为-55℃～75℃，精度为0.5℃·九位温度读数·A/D变换时间为200ms·用户自设定温度报警上下限，其值是非易失性的·报警搜索命令可识别哪片DS1820超温度限２DS1820引脚及功能DS1820的引脚见图１（PR35封装）。
GND：地；DQ：数据输入／输出脚（单线接口，可作寄生供电）；VDD：电源电压。
３DS1820的工作原理DS1820的内部结构如图２所示。
由图２可知，DS1820由三个主要数字器件组成：①64bit闪速ROM；②温度传感器；③非易失性温度报警触发器TH和TL。
64bit 闪速ROM的结构如下：它既可寄生供电也可由外部５Ｖ电源供电。
在寄生供电情况下，当总线为高电平时，DS1820从总线上获得能量并储存在内部电容上 当总线为低电平时，由电容向DS1820供电。
DS18B20详细使用方法
DS18B20的详细使用方法1．DS18B20概述DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。
因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
2、DS18B20产品的特点〔1〕.只要求一个端口即可实现通信。
〔2〕.在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
〔3〕.实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
〔4〕.测量温度范围在－55。
C到＋125。
C之间。
〔5〕.数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
〔6〕.内部有温度上、下限告警设置。
3、DS18B20引脚图及引脚功能介绍TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图1，其引脚功能描述见表1。
〔底视图〕图1表1DS18B20详细引脚功能描述4．DS18B20的使用方法由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。
DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。
该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。
所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。
而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。
数据和命令的传输都是低位在先。
DS18B20的复位时序DS18B20的读时序对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。
对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。
DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。