温度传感器DS18B20工作原理以及引脚图
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。
DS18B20详细中文资料
分辨率可编程单总线数字温度传感器——DS18B20 特征：独特单总线接口，只需要一个端口引脚线即可实现通信每个器件的片上ROM 有一个独特64 位串行码存储多点能力使分布式温度检测应用得到简化不需要外围元件能用数据线供电，供电的范围3.0V～5.5V测量温度的范围：-55℃～+125℃（-67℉～+257℉）从-10℃～+85℃的测量的精度是±0.5℃温度传感器分别率由用户从9-12 位中选择在750ms 内把温度转换为12 位数字字（最大值）用户可定义，非易失性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）可采用8 引脚SO（150mil）、8 引脚µSOP 和3 引脚TO-92 封装软件兼容DS1822 器件应用范围包括：恒温控制、工业系统、消费类产品、温度计和任何的热敏系统图1 DS18B20 引脚排列图引脚说明：GND—地DQ—数字输入输出VDD—供电电压NC—空连接一般说明：DS18B20 数字温度传感器提供9~12 位摄氏温度的测量，拥有非易失性用户可编程最高与最低触发点告警功能。
DS18B20 通过单总线实现通信，单总线通常是DS18B20 连接。
它能够感应温度的范围为-55℃~+125℃，在-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃，而且DS18B20 可以直接从数据线上获取供电（寄生电源）而不需要一个额外的外部电源。
因为每个DS18B20 拥有一个独特的64 序列号，因此它允许多个DS18B20 在一条单总线上，所以很方便使用一个微控制器来控制多个分布在较大范围内的DS18B20。
受益于这一特性的应用包括HAVC 环境控制、建筑物、设备和机械内的温度监测、以及过程监测和控制过程的温度监测。
图2注意： A "+"符号在封装上也标有。
订购信息表1S O* µSOP * TO-924 4 15 1 23 8 3DS18B20 详细引脚说明号符明说GND 地当脚引线总单路开，脚引出输入输据数，DQ 生寄见（供件器给时式模源电生寄用使电）分部源电VDD 选可下式模作操源电生寄在脚引，VDDVDD 地接须必* 表中所有未列出的引脚都是NC（空接）概述：方框图3 给出了表一所描述的DS18B20 的主要引脚连接。
DS18B20温度检测
目录1引言 (1)2系统描述 (2)2.1系统功能 (2)2.2系统设计指标 (2)3系统的主要元件 (3)3.1单片机 (3)3.2温度传感元件 (4)3.3LCD显示屏 (6)4硬件电路 (7)4.1系统整体原理图 (7)4.2单片机晶振电路 (7)4.3温度传感器连接电路 (8)4.4LCD电路 (9)4.5报警和外部中断电路 (10)5结论 (11)温度监测系统硬件设计摘要:利用DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器实现温度的监测，可以简化硬件电路，也可以实现单线的多点分布式温度监测，而不会浪费单片机接口，提供了单片机接口的利用率。
同时提高了系统能够的抗干扰性，使系统更灵活、方便。
本系统主要实现温度的检测、显示以及高低温的报警。
也可以通过单总线挂载多个DS18B20实现多点温度的分布式监测。
关键词： DS18B20，单总线，温度，单片机1引言在科技广泛发展的今天，计算机的发展已经越来越快，它的应用已经越来越广泛。
而单片机的发展和应用是其中的重要一方面。
单片机在工业生产（机电、化工、轻纺、自控等等）和民用家电各方面有广泛的应用。
其中，单片机在工业生产中的应用尤其广泛。
单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此被广泛应用。
在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要测量参数。
例如：在冶金工业、化工工业、电力工程、机械制造和食品加工等许多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反映炉和锅炉，尤其是热学试验（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）中的温度进行测量，并经常会对其进行控制。
传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过A/D 转换环节获得数字信号后才能够被单片机等微处理器接收处理，使得硬件电路结构复杂，制作成本较高。
近年来，美国DALLAS公司生产的DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。
ds18b20工作原理
ds18b20工作原理
DS18B20温度传感器是一种数字温度传感器，采用"1-wire"
（单总线）接口通信，其工作原理如下：
1. 传感器结构：DS18B20传感器由温度传感器芯片、电源线
和数据线组成。
芯片内部包含温度传感器、模数转换器和存储器。
2. 电源供电：传感器通过电源线从计算机、微控制器或其他设备中获取供电。
传感器的VDD和GND引脚用于供电。
3. 温度测量：传感器使用其内部温度传感器测量环境温度。
当温度变化时，传感器内部的温度传感器会产生电压变化。
4. 模数转换：传感器内部的模数转换器将温度传感器测量到的电压转换为数字信号。
转换后的数字信号可以在数据线上传输。
5. 通信协议：传感器使用1-wire接口协议进行通信。
该协议
允许使用单根数据线进行数据传输。
传感器通过数据线将温度数据发送给主控设备。
6. 数据读取：主控设备发送读取指令给传感器，传感器将温度数据通过数据线返回给主控设备。
主控设备可以通过读取传感器返回的数据来获取环境温度。
总结：DS18B20温度传感器工作原理基于温度传感器芯片和
模数转换器的结构，在供电后，传感器通过测量温度传感器的
电压变化来获取环境温度，并通过1-wire接口协议将温度数据传输给主控设备。
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。
ds18b20工作原理
ds18b20工作原理
DS18B20是一种数字温度传感器，它基于One-Wire总线协议进行通信。
其工作原理是利用温度对半导体器件电阻值的变化进行测量。
在DS18B20内部，有一个温度传感器、一个模数转换器和一个存储器。
在测量过程中，DS18B20内部的温度传感器会不断感知环境温度，并将温度转换为数字信号。
然后，模数转换器将数字信号转换成相应的数字代码，代表温度值。
这些数字代码通过One-Wire总线协议被传送给主控设备（如微控制器或电脑）进行处理。
DS18B20的One-Wire总线协议是一种串行通信协议，它使用单根数据线进行数据传输。
通信过程中，主控设备产生一个复位脉冲，然后从DS18B20传感器接收到ROM编号（唯一标识符）以便进行身份验证。
接下来，主控设备发送命令给传感器，比如读取温度值。
DS18B20会将温度值的数字代码通过数据线传输给主控设备，主控设备解析代码并将其转换为实际温度值。
DS18B20还具有一定的存储能力，在开启存储功能后，它可以将温度值存储在内部的存储器中。
这样，即使主控设备没有及时读取温度值，DS18B20也能够保存最新的温度数据。
总的来说，DS18B20通过测量半导体器件电阻值的变化来获取环境温度，并通过One-Wire总线协议将温度值传输给主控设备。
它的工作原理简单而可靠，在许多应用中被广泛使用。
DS18B20引脚图及功能中文资料
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”。每一位的读取前都由控制器加一个 起始信号。注意：如图 8 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。 在通信时是以 8 位“0”或“1”为一个字节，字节的读或写是从高位开始的，即 A7 到 A0.字节的读写顺序也是如图 2 自上而下的。
DS18B20 引脚功能： ·GND 电压地 ·DQ 单数据总线 ·VDD 电源电压 ·NC 空引脚 DS18B20 工作原理及应用： DS18B20 的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更 强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。在讲解其工作流 程之前我们有必要了解 18B20 的内部存储器资源。18B20 共有三种形态的存储器 资源，它们分别是： ROM 只读存储器，用于存放 DS18B20ID 编码，其前 8 位是单线系列编码（DS18B 20 的编码是 19H），后面 48 位是芯片唯一的序列号，最后 8 位是以上 56 的位的 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。
＃i nclude<pic.h> //__CONFIG(0x1832); //芯片配置字，看门狗关，上电延时开，掉电检测关，低压编程关，加密，4M 晶体 HS 振荡
#define uch unsigned char 名 uch # define DQ RA0 # define DQ_DIR TRISA0 存器 # define DQ_HIGH() DQ_DIR =1 # define DQ_LOW() DQ = 0; DQ_DIR = 0 unsigned char TLV=0 ; unsigned char THV=0; unsigned char TZ=0; 分 unsigned char TX=0; 分 unsigned int wd; 形式
ds18b20温度传感器工作原理
ds18b20温度传感器工作原理DS18B20温度传感器是一种数字温度传感器，它可以实现远距离测温，并且具有高精度和可靠性。
它的工作原理主要是基于热敏电阻的温度测量原理，结合数字信号输出和单总线通信技术，使得其在各种工业和消费电子产品中得到了广泛的应用。
DS18B20温度传感器采用了微型封装技术，其外形小巧，安装方便，适用于各种恶劣环境。
其工作原理主要包括三个方面，温度测量原理、数字信号输出和单总线通信。
首先，DS18B20温度传感器的温度测量原理是基于热敏电阻的特性。
当温度发生变化时，热敏电阻的电阻值也会相应发生变化。
DS18B20内部集成了一个精密的模拟-数字转换器（ADC），可以将热敏电阻的电阻值转换为数字信号输出。
通过这种方式，DS18B20可以实现对温度的准确测量。
其次，DS18B20温度传感器通过数字信号输出来实现温度数据的传输。
它采用了1-Wire总线协议，通过一根数据线即可实现数据的传输和通信。
这种设计使得DS18B20在布线和连接方面更加简单和灵活。
最后，DS18B20温度传感器通过单总线通信来与主控设备进行数据交互。
它采用了独特的ROM存储器结构，每个传感器都有一个唯一的64位串行号码，可以通过这个号码来对传感器进行寻址和识别。
同时，DS18B20还具有多点测量、多传感器串联等特性，可以实现对多个传感器的同时管理和控制。
总的来说，DS18B20温度传感器的工作原理基于热敏电阻的温度测量原理，结合数字信号输出和单总线通信技术，实现了远距离、高精度、可靠性的温度测量和数据传输。
它在工业控制、环境监测、家用电器等领域都有着广泛的应用前景。
希望通过本文的介绍，能够更好地理解DS18B20温度传感器的工作原理和特性，为相关领域的应用提供参考和指导。
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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。
高速暂存器是一个9字节的存储器。
开始两个字节包含被测温度的数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝，每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用，表现为全逻辑1；第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。
3 DS18B20的工作时序
DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。
其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，如图3（a）（b）（c）所示。
（a）初始化时序
（c）读时序
图3DS18B20的工作时序图
4 DS18B20与单片机的典型接口设计
图4以MCS－51系列单片机为例，画出了DS18B20与微处理器的典型连接。
图4（a）中DS18B20采用寄生电源方式，其VDD 和GND端均接地，图4（b）中DS18B20采用外接电源方式，其VDD端用3V～5.5V电源供电。
a）寄生电源工作方式
（b）外接电源工作方式
图4DS18B20与微处理器的典型连接图
假设单片机系统所用的晶振频率为12MHz，根据DS18B20的初始化时序、写时序和读时序，分别编写了3个子程序：INIT为初始化子程序，WRITE为写（命令或数据）子程序，READ为读数据子程序，所有的数据读写均由最低位开始。
DATEQUP1.0
……
INIT:CLREA
INI10:SETBDAT
MOVR2,＃200
INI11:CLRDAT
DJNZR2,INI11；主机发复位脉冲持续3μs×200=600μs SETBDAT；主机释放总线，口线改为输入
MOVR2,＃30
IN12:DJNZR2,INI12；DS18B20等待2μs×30=60μs
CLRC
ORLC,DAT；DS18B20数据线变低（存在脉冲）吗？
JCINI10；DS18B20未准备好，重新初始化
MOVR6,＃80
INI13:ORLC,DAT
JCINI14；DS18B20数据线变高，初始化成功
DJNZR6,INI13；数据线低电平可持续3μs×80=240μs SJMPINI10；初始化失败，重来
INI14:MOVR2,＃240
IN15:DJNZR2,INI15；DS18B20应答最少2μs×240=480μs RET
；－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－WRITE:CLREA
MOVR3,＃8；循环8次，写一个字节
WR11:SETBDAT
MOVR4,＃8
RRCA；写入位从A中移到CY
CLRDAT
WR12:DJNZR4,WR12
；等待16μs
MOVDAT,C；命令字按位依次送给DS18B20
MOVR4,＃20
WR13:DJNZR4,WR13
；保证写过程持续60μs
DJNZR3,WR11
；未送完一个字节继续
SETBDAT
RET
；－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－READ:CLREA
MOVR6,＃8；循环8次，读一个字节
RD11:CLRDAT
MOVR4,＃4
NOP；低电平持续2μs
SETBDAT；口线设为输入
RD12:DJNZR4,RD12
；等待8μs
MOVC,DAT
；主机按位依次读入DS18B20的数据
RRCA；读取的数据移入A
MOVR5,＃30
RD13:DJNZR5,RD13
；保证读过程持续60μs
DJNZR6,RD11
；读完一个字节的数据，存入A中
SETBDAT
RET
；－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：初始化、
ROM操作指令、存储器操作指令。
必须先启动DS18B20开始转换，再读出温度转换值。
假设一线仅挂接一个芯片，使用默认的12位转换精度，外接供电电源，可写出完成一次转换并读取温度值子程序GETWD。
GETWD:LCALLINIT
MOVA,＃0CCH
LCALLWRITE；发跳过ROM命令
MOVA,＃44H
LCALLWRITE；发启动转换命令
LCALLINIT
MOVA,＃0CCH；发跳过ROM命令
LCALLWRITE
MOVA,＃0BEH；发读存储器命令
LCALLWRITE
LCALLREAD
MOVWDLSB,A
；温度值低位字节送WDLSB
LCALLREAD
MOVWDMSB,A
；温度值高位字节送WDMSB
RET
……
子程序GETWD读取的温度值高位字节送WDMSB单元，低位字节送WDLSB单元，再按照温度值字节的表示格式及其符号位，经过简单的变换即可得到实际温度值。
如果一线上挂接多个DS18B20、采用寄生电源连接方式、需要进行转换精度配置、高低限报警等，则子程序GETWD的编写就要复杂一些，限于篇幅，这一部分不再详述，请参阅相关内容。
我们已成功地将DS18B20应用于所开发的“家用采暖洗浴器”控制系统中，其转换速度快，转换精度高，与微处理器的接口简单，给硬件设计工作带来了极大的方便，能有效地降低成本，缩短开发周期。