温度传感器DS18B20.ppt
DS18B20PPT课件
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DS18B20
DS18B20的操作指令
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DS18B20
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四、实际操作运用
DS18B20是单总线器件，通讯协议包括 几种单线信号类型：复位脉冲、存在脉冲、 写0、写1、读0、读1。所有这些信号，除存 在脉冲外，其余都是由总线控制器（单片机） 发出的。根据DS18B20的通讯协议，主机 （单片机）控制DS18B20完成一次操作经过 三个步骤：
二、RAM
高速暂存存储器由9个字节组成，包含了8 个连续字节，前面两个字节是测得的温度信 息，第一个字节的内容是温度的低8位，第二 个字节是温度的高8位。第三个和第四个字节 是温度高限TH和温度底限TL的暂存区，第五 个字节是配置寄存器暂存区，第6、7、8、9 字节是系统保留用，相当于DS18B20的运算 内存，第9个字节是冗余校验字节。RAM内 部字节分布如下图.
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对ROM操作的几种命令
Read ROM (读ROM) 命令 Match ROM (符合ROM) 命令
Skip ROM (跳过ROM) 命令 Search ROM (搜索ROM) 命令 Alarm Search (读ROM) 命令
【33H】 【55H】 【CCH】 【F0H】 【ECH】
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三、EEPROM
EEPROM只有三个字节，和RAM的 第2、3、4字节的内容相对应，它的作用就 是存储RAM第2、3、4字节的内容，以使这
些数据在掉电后不丢失。可能通过几条命 令将RAM的该3个字节内容复制到 EEPROM或从EEPROM将该3个字节内容 复制到RAM的第2、3、4字节去。因为我们
DS18B20温度传感器原理ppt课件
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八.DS18B20读时序
(1).将数据线拉低“0”。 (2).延时4微妙。 (3).将数据线拉高“1”,释放总线准备读数据。 (4).延时10微妙。 (5).读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。 (6).延时45微妙。 (7).重复1～7步骤，直到读完一个字节。
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九.DS18B20写时序
(1).数据线先置低电平“0”
(2).延时15微妙。
(3).按从低位到高位的顺序发送数据(一次只发送一位)。
(4).延时60微妙。
(5).将数据线拉到高电平。
(6).重复1～5步骤，直到发送完整的字节。
(7).最后将数据线拉高。
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这是12位转化后得到的12位数据，存储在DS18B20的两个8位的RAM 中，高字节的前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以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再乘以0.0625即可得到实际温度。
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二. DS18B20的特点
1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电 2、独特的单线接口方式，DS18B20在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。 3、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网
置R0和R1位来设定DS18B20的精度。上电默认设置：R0=1、R1=1(12位精 度)。注意：精度和转换时间之间有直接的关系。暂存器的位7和位0-4 被器件保留，禁止写入。
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。
DS18B20温度传感器资料
DS18B20 单线温度传感器一．特征:●独特的单线接口，只需 1 个接口引脚即可通信●每个设备都有一个唯一的64位串行代码存储在光盘片上●多点能力使分布式温度检测应用得以简化●不需要外部部件●可以从数据线供电,电源电压范围为3。
0V至5。
5V●测量范围从-55 ° C至+125 ° C（—67 ° F至257 ° F），从—10℃至+85 ° C的精度为0。
5 °C●温度计分辨率是用户可选择的9至12位●转换12位数字的最长时间是750ms●用户可定义的非易失性的温度告警设置●告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件 (温度告警情况）●采用8引脚SO（150mil）,8引脚SOP和3引脚TO — 92封装●软件与DS1822兼容●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二．简介该DS18B20的数字温度计提供9至12位的摄氏温度测量,并具有与非易失性用户可编程上限和下限报警功能。
信息单线接口送入 DS1820 或从 DS1820 送出，因此按照定义只需要一条数据线(和地线）与中央微处理器进行通信.它的测温范围从—55 °C到 +125 ° C,其中从—10 °C至+85 °C可以精确到0。
5°C 。
此外，DS18B20可以从数据线直接供电（“寄生电源"），从而消除了供应需要一个外部电源。
每个 DS18B20 的有一个唯一的64位序列码,它允许多个DS18B20s的功能在同一1-巴士线.因此，用一个微处理器控制大面积分布的许多DS18B20s是非常简单的。
此特性的应用范围包括 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系统.三．综述64位ROM存储设备的独特序号。
存贮器包含2个字节的温度寄存器,它存储来自温度传感器的数字输出。
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。
DS18B20数字温度计的设计的演示稿精品PPT课件
（a） 寄生电源工作方式
（b） 外接电源工作方式
7. 结 论
本设计以智能集成温度传感DS18B20为例， 介绍了基DS18B20传感器的数字温度计的设计， 该设计适用于人们的日常生活及环境温度不高 于125 ℃的温度的检测与控制。
以DS18B20温度传感器设计的数字温度计线 路简单、硬件少、成本低廉、软件设计简单等 优点,有着广阔的应用前景。尤其是其具有完 善的单总线通信协议,无需复杂、繁琐的布线, 只需3 根连线就能很容易地组成多点测温系统, 因此在工农业生产和科学研究中有着广阔的应 用前景。
设计任务及具体要求
一、设计任务： 设计一个以单片机为核心的温度测量系统 。
二、 具体要求： （1）测量温度值精度为±1℃。 （2）系统允许的误差范围为1℃以内。 （3）系统可由用户预设温度值，测温范围为－55 ℃ ～＋125℃。 （4）超出预置值时系统会自动报警，即发光二极管 亮。 （5）系统具有数码显示功能，能实时显示设定温度 值和测得的实际温度值。
按键显示流程图
结论
DS18B20
设计简述
人们生活与环境温度息息相关，在工业生产过程中 需要实时测量温度，在工业生产中也离不开温度的测 量，因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。
测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展 经历了3个阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集 成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上 新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智 能化、网络化的方向发展。在此以智能集成温度传感 器DS18B20为例 ，介绍DS18B20数字温度计的设计。
表1
段名称 a b c d e f g dp
I/0 口名称 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
18B20温度传感器中文资料
海纳电子资讯网：ｗｗｗ．ｆｐｇａ－ａｒｍ．ｃｏｍ 为您提供各种ＩＣ中文资料DS18B20 单线数字温度传感器新的“一线器件”BS18B20 体积更小、适用电压更宽、更经济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。
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。
使您可以充分发挥“一线总线”的长处。
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。
而且新一代产品 更便宜，体积更小。
DS18B20、 DS1822 的特性DS18B20 可以程序设定 9~12 位的分辨率，精度为±0.5°C。
可选更小的封装方式，更宽的电压适用范 围。
分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在 EEPROM 中，掉电后依然保存。
DS18B20 的性能是新一代产 品中最好的！性能价格比也非常出色！ DS1822 与 DS18B20 软件兼容， DS18B20 的简化版本。
是 省略了存储用户定义报警温度、 分辨率参数的 EEPROM， 精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。
DS18B20
光刻 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。 64 位光刻 ROM 的排列是：开始 8 位（地址： 28H ）是产品类型标号，接
着的 48 位是该 DS18B20 自身的序列号，并且每个 DS18B20 的序列号都不相同，因此
它可以看作是该 DS18B20 的地址序列码；最后 8 位则是前面 56 位的循环冗余校验码
对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时隙是从主机把单总线拉 低之后，在1微秒之后就得释放单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总 线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开始送出数据，若是要送出0就把 总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始 拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时 间内完成对总线进行采样检测，采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线 为高电平则确认为1。完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成
数据传输误码率的增大。
外接电源工作方式
锐志RZ-51V2.0开发板18B20连接示意图
（因为我们开发板上P0—P3口均有上拉电阻 所以此处没有画出）
DS18B20内部构成
DS18B20 内部结构主要由四部分组成： 64 位光刻 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。
（ 8 ）掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ，在系统掉电以后，它仍可保存分 辨率及报警温度的设定值。
DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式，更宽的电
压适用范围，适合于构建自己的经济的测温系统，因此也就被设计者们所青睐。
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DS28B20芯片存储器操作指令表
? Write Scratchpad （向RAM中写数据） [4EH] ? Read Scratchpad （从RAM中读数据） [BEH] ? Copy Scratchpad （将RAM数据复制到 EEPROM 中）
[48H] ? Convert T （温度转换） [44H] ? Recall EEPROM （将EEPROM 中的报警值复制到
控制器对DS18B20操作流程
若要读出当前的温度数据我们需要执行 两次工作周期，
? 第一个周期为复位、跳过ROM指令、执行 温度转换存储器操作指令、等待500uS温度 转换时间。
? 紧接着执行第二个周期为复位、跳过ROM 指令、执行读RAM的存储器操作指令、读 数据（最多为9个字节，中途可停止，只读 简单温度值则读前2个字节即可）。
S
S
S
S
Bit11 Bit10
S
26
Bit9 25
Bit8 24
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。
4. 控制器发送存储器操作指令：在ROM指令发送给18B20之后，紧 接着（不间断）就是发送存储器操作指令了。存储器操作指令的 功能是命令18B20作什么样的工作，是芯片控制的关键。
5. 执行或数据读写：一个存储器操作指令结束后则将进行指令执行 或数据的读写，这个操作要视存储器操作指令而定。如执行温度 转换指令则控制器（单片机）必须等待18B20执行其指令，一般 转换时间为500uS。如执行数据读写指令则需要严格遵循18B20的 读写时序来操作。
Bit1 2-3
Bit0 2-4
MS Byte:
Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9
S
S
S
S
S
26
25
Bit8 24
Bit7 23
Bit6 22
Bit5 21
Bit4 20
Bit3 2-1
Bit2 2-2
Bit1 2-3
Bit0 2-4
Bit15 Bit14 Bit13 Bit12
温度传感器DS18B20
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。
LS Byte:
Bit7 23
Bit6 22
Bit5 21
Bit4 20
Bit3 2-1
Bit2 2-2
RAM）[B8H]
? Read Power Supply （工作方式切换） [B4H]
DS18B20写时间隙
写时间隙分为写“0”和写“1”，时序如图。在写数据时间 隙的前15uS总线需要是被控制器拉置低电平，而后则将是芯片 对总线数据的采样时间，采样时间在15~60uS，采样时间内如 果控制器将总线拉高则表示写“1”，如果控制器将总线拉低则 表示写“0”。每一位的发送都应该有一个至少15uS的低电平起 始位，随后的数据“0”或“1”应该在45uS内完成。整个位的发 送时间应该保持在60~120uS，否则不能保证通信的正常。
2. 存在脉冲：在复位电平结束之后，控制器应该将数据单总线拉高， 以便于在15~60uS后接收存在脉冲，存在脉冲为一个60~240uS的 低电平信号。
3. 控制器发送ROM指令：双方打完了招呼之后最要将进行交流了， ROM指令共有5条，每一个工作周期只能发一条，ROM指令分别 是读ROM数据、指定匹配芯片、跳跃ROM、芯片搜索、报警芯 片搜索。ROM指令在下文有详细的介绍。
温度传感器DS18B20
实验系统采用的温度传感器DS18B20是美国 DALLAS公司推出的增强型单总线数字温度传感器。
DS18B20的主要特征： ?全数字温度转换及输出。 ?先进的单总线数据通信。 ?最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度。 ?12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。 ?可选择寄生工作方式。 ?检测温度范围为–55°C ~+125° ?内置EEPROM，限温报警功能。 ?64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。 ?多样封装形式，适应不同硬件系统。
DS18B20读时间隙
读时间隙时控制时的采样时间应该更加的精确才行，读时间 隙时也是必须先由主机产生至少1uS的低电平，表示读时间的起 始。随后在总线被释放后的15uS中DS18B20会发送内部数据位， 这时控制如果发现总线为高电平表示读出“1”，如果总线为低电 平则表示读出数据“0”。每一位的读取之前都由控制器加一个起 始信号。注意：如图所示，必须在读间隙开始的15uS内读取数据 位才可以保证通信的正确。
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。
控制器对DS18B20操作流程
1. 复位：由单片机给DS18B20单总线500uS的低电平信号。当18B20 接到此复位信号后则会在15~60uS后回发一个芯片的存在脉冲。
DS28B20芯片ROM指令表
? Read ROM（读ROM）[33H] （方括号中的 为16进制的命令字）
? Match ROM（指定匹配芯片）[55H] ? Skip ROM（跳跃ROM指令）[CCH] ? Search ROM（搜索芯片）[F0H] ? Alarm Search（报警芯片搜索）[ECH]
温度传感器DS18B20
DS18B20 的管脚排列如图： ? 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）。
温度传感器DS18B20
DS18B20 内部结构主要由四部分组成： ? 64 位光刻 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。