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。
(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是一款数字温度传感器，它采用单总线接口进行通信，并且具有高精度、低功耗和可编程分辨率的特点。
在本文中，我将详细介绍DS18B20的工作原理，包括其硬件结构和通信协议。
1. 硬件结构DS18B20由温度传感器、控制逻辑和存储器组成。
温度传感器采用基于硅的温度传感器技术，能够测量环境温度并将其转换为数字信号。
控制逻辑负责控制传感器的工作模式和数据传输。
存储器用于存储温度传感器的惟一标识符和用户可编程的配置寄存器。
2. 工作原理DS18B20采用单总线接口进行通信，这意味着它只需要一个引脚来进行数据传输和控制。
传感器和主控设备之间的通信是通过发送和接收脉冲来实现的。
在通信开始之前，主控设备会发送复位脉冲，以确保传感器处于正确的工作状态。
接下来，主控设备发送指令给传感器，指令包括读取温度、写入配置等操作。
传感器根据指令执行相应的操作，并将结果发送回主控设备。
为了确保数据的准确性，DS18B20采用了一种叫做1-Wire协议的通信协议。
在这个协议中，数据是通过脉冲的持续时间来表示的。
逻辑“0”的脉冲持续时间较短，而逻辑“1”的脉冲持续时间较长。
主控设备和传感器之间的通信是通过发送和接收这些脉冲来实现的。
3. 数据传输DS18B20的数据传输包括三个阶段：复位、命令和数据。
在复位阶段，主控设备发送一个复位脉冲，以确保传感器处于正确的工作状态。
在命令阶段，主控设备发送指令给传感器。
指令包括读取温度、写入配置等操作。
传感器根据指令执行相应的操作，并将结果发送回主控设备。
在数据阶段，传感器将温度数据转换为数字信号，并通过单总线接口发送给主控设备。
主控设备接收到数据后，可以进行进一步的处理和显示。
4. 应用领域由于DS18B20具有高精度、低功耗和可编程分辨率的特点，它在许多领域得到了广泛应用。
在工业领域，DS18B20可用于温度监测和控制系统，如温度计、温度报警器等。
在农业领域，DS18B20可用于温室、畜牧场等环境温度的监测和控制。
DS18B20工作原理
DS18B20 工作原理DS18B20 的读写时序和测温原理与DS1820 相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。
DS18B20 测温原理如图3 所示。
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。
高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2 的脉冲输入。
计数器1 和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。
计数器1 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1 的预置值减到0 时，温度寄存器的值将加1，计数器1 的预置将重新被装入，计数器1 重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2 计数到0 时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
图3 中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1 的预置值。
DS18B20 测温原理框图DS18B20 有4 个主要的数据部件：(1)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(28H)是产品类型标号，接着的48 位是该DS18B20 自身的序列号，最后8 位是前面56 位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。
光刻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。
(2)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。
DS18B20 温度值格式表这是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的工作原理
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。
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。
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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和控制系统中。
它采用一线式总线通信协议，具有高精度、低功耗和可靠性高等特点。
下面将详细介绍DS18B20的工作原理。
1. 传感器结构
DS18B20由温度传感器、数字转换器和总线控制电路组成。
温度传感器采用微处理器技术，内部集成为了温度传感器、模数转换器和数字信号处理电路。
总线控制电路负责与主控设备进行通信，并提供传感器的供电。
2. 温度测量原理
DS18B20采用基于半导体的温度传感器，利用温度对半导体材料电阻值的影响来测量温度。
具体来说，DS18B20内部有一个温度传感器，该传感器由一对电阻组成，其中一个电阻是一个恒流源，另一个电阻是一个PTAT（Proportional to Absolute Temperature）电阻。
当温度升高时，PTAT电阻的电阻值也会升高，而恒流源电阻的电阻值保持不变。
通过测量这两个电阻之间的电压差，可以计算出温度值。
DS18B20的内部电路会将这个电压差转换为数字信号，然后通过总线传输给主控设备。
3. 一线式总线通信协议
DS18B20采用一线式总线通信协议进行与主控设备的通信。
这种通信方式只需要一根信号线，可以同时传输数据和供电。
主控设备通过发送特定的命令和参数来读取传感器的温度值。
在通信过程中，主控设备会发送复位脉冲，然后传感器会发送存在脉冲作为应答。
接着，主控设备发送读取温度命令，传感器会将温度值转换为数字信号，并通过总线传输给主控设备。
主控设备通过读取总线上的数字信号来获取温度值。
4. 精度和分辨率
DS18B20具有高精度和可调节的分辨率。
其温度测量精度可以达到±0.5℃，分
辨率可以调节为9位、10位、11位或者12位。
分辨率越高，温度测量的精度越高，但传输的数据量也越大。
5. 供电方式
DS18B20可以通过总线路线从主控设备获取供电，也可以通过外部供电。
当通过总线供电时，传感器会利用总线上的电能进行工作；当通过外部供电时，传感器可以提供更大的测量范围和更快的响应速度。
总结：
DS18B20是一种数字温度传感器，采用基于半导体的温度传感器原理进行温度测量。
它通过一线式总线通信协议与主控设备进行通信，并提供高精度、低功耗和可靠性高等特点。
DS18B20的工作原理包括温度测量原理、一线式总线通信协议、精度和分辨率、以及供电方式等。
它在各种温度测量和控制系统中有广泛应用，例如室内温度监测、气象观测、工业自动化等领域。