单总线数字温度传感器原理及应用
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
DS18B20是一种单总线数字温度传感器，测试温度范围-55℃-125℃，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。
单总线，意味着没有时钟线，只有一根通信线。
单总线读写数据是靠控制起始时间和采样时间来完成，所以时序要求很严格，这也是DS18B20驱动编程的难点。
一.DS18B20温度传感器1.引脚图2.DS18B20内部结构图主要由2部分组成：64位ROM、9字节暂存器，如图所示。
(1) 64 位ROM。
它的内容是64 位序列号，它可以被看作是该DS18B20 的地址序列码，其作用是使每个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) 9字节暂存器包含：温度传感器、上限触发TH高温报警器、下限触发TL低温报警器、高速暂存器、8位CRC产生器。
3.64位ROM结构图8位CRC:是单总线系列器件的编码，DS18B20定义为28H。
48位序列号：是一个唯一的序列号。
8位系列码：由CRC产生器生产，作为ROM中的前56位编码的校验码。
4.9字节暂存器结构图以上是内部9 个字节的暂存单元（包括EEPROM）。
字节0~1 是温度存储器，用来存储转换好的温度。
字节2~3 是用户用来设置最高报警和最低报警值。
这个可以用软件来实现。
字节4 是配置寄存器，用来配置转换精度，让它工作在9~12 位。
字节5~7 保留位。
字节8 CRC校验位。
是64位ROM中的前56位编码的校验码。
由CRC发生器产生。
5.温度寄存器结构图温度寄存器由两个字节组成，分为低8位和高8位。
一共16位。
其中，第0位到第3位，存储的是温度值的小数部分。
第4位到第10位存储的是温度值的整数部分。
第11位到第15位为符号位。
全0表示是正温度，全1表示是负温度。
表格中的数值，如果相应的位为1，表示存在。
如果相应的位为0，表示不存在。
6.配置寄存器精度值：9-bit 0.5℃10-bit 0.25℃11-bit 0.125℃12-bit 0.0625℃7.温度/数据关系注意：如果温度是一个负温度，要将读到的数据减一再取反二.单总线协议1.单总线通信初始化初始化时序包括：主机发出的复位脉冲和从机发出的应答脉冲。
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。
DS18B20的工作原理及应用资料
1.DS18B20的工作原理●①DS18B20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。
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。
它内部集成为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位或者12位的分辨率。
5. 供电方式：DS18B20传感器可以通过总线路线供电，也可以通过外部电源供电。
通过总线供电时，传感器从总线路线获取所需的电能；通过外部电源供电时，传感器需要额外的电源路线提供电能。
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。
单总线温度传感器DS18B20简介
单总线温度传感器DS18B20简介DS18B20是DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、搞干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（提供9位二进制数字）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。
它具有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多个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。
DS18B20外形及引脚说明外形及引脚如图2所示：图2 管脚排列图在TO-92和SO-8的封装中引脚有所不同，具体差别请查阅PDF手册，在TO-92封装中引脚分配如下：1（GND）：地2（DQ）：单线运用的数据输入输出引脚3（VDD）：可选的电源引脚DS18B20工作过程及时序DS18B20内部的低温度系数振荡器是一个振荡频率随温度变化很小的振荡器，为计数器1提供一频率稳定的计数脉冲。
高温度系数振荡器是一个振荡频率对温度很敏感的振荡器，为计数器2提供一个频率随温度变化的计数脉冲。
初始时，温度寄存器被预置成-55℃，每当计数器1从预置数开始减计数到0时，温度寄存器中寄存的温度值就增加1℃，这个过程重复进行，直到计数器2计数到0时便停止。
初始时，计数器1预置的是与-55℃相对应的一个预置值。
以后计数器1每一个循环的预置数都由斜率累加器提供。
为了补偿振荡器温度特性的非线性性，斜率累加器提供的预置数也随温度相应变化。
计数器1的预置数也就是在给定温度处使温度寄存器寄存值增加1℃计数器所需要的计数个数。
单总线(onewire)技术及应用
单总线技术及其应用单总线（1~Wire Bus）技术采用单根信号线，即传输时钟，又传输数据，而且数据传输是双向的，在其线路简单、硬件开销少、成本低廉、软件设计简单方面有着无可比拟的优势。
目前常用的微机与外设串行总线主要有我们熟悉的12C总线，SPI总线，SCI总线。
其中12C总线是以同步串行2线方式进行通信（一条时钟线，一条数据线），SPI总线是以同步串行3线方式进行通信（一条时钟线，一条数据输入线，一条数据输出线），SCI总线是以异步方式进行通讯（一条数据输入线，一条数据输出线）。
这些总线至少需要有两条或两条以上的信号线。
近年来，美国的达拉斯半导体公司（DALLAS SEMICONDUCTOR）推出了一套单总线（1-Wire Bus）技术，与上述总线不同，它采用单根信号线，即传输时钟，又传输数据，而且数据传输是双向的，在其线路简单、硬件开销少、成本低廉、便于总线的扩展和维护等优点。
单总线适用于单个主机系统，能够控制一个或多个从机设备。
主机可以是微控制器，从机可以是单总线器件，如图1所示，他们之间的数据交换只通过一条数据线。
当只有一个从机设备时系统可按单节点系统操作；当有多个从机设备时，则系统按多节点系统操作。
单总线工作原理顾名思义，单总线只有一根数据线系统中的数据交换、控制都在这根线上完成。
设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，这样允许设备不发送数据时释放总线，以便其他设备使用总线，其内部等效电路如图2所示。
单总线要求外接一个约4.7Ω的上拉电阻，这样当总线闲置时，状态为高电平。
主机和从机之间的通信通过以下三个步骤完成：初始化1-wire器件，识别1-wire器件，交换数据。
由于二者是主从结构，只有主机呼叫从机时，从机才能答应，因此主机访问1-wire器件都必须严格遵循单总线命令序列：初始化、ROM命令、功能命令。
如果出现序列混乱，1 -wire器件不会响应主机（搜索ROM命令，报警搜索命令除外）。
温度传感器ds18b20实验报告
温度传感器ds18b20实验报告温度传感器DS18B20实验报告引言：温度传感器是一种用于测量环境温度的设备，它在许多领域都有广泛的应用，如气象学、工业控制、冷链物流等。
本实验报告将介绍DS18B20温度传感器的原理、实验装置和实验结果，并对其性能进行评估。
一、实验原理DS18B20温度传感器是一种数字温度传感器，采用单总线接口进行通信。
它采用了最新的数字温度传感器技术，具有高精度、低功耗、抗干扰等特点。
其工作原理是利用温度对半导体材料电阻值的影响，通过测量电阻值的变化来确定温度。
二、实验装置本实验使用的实验装置包括DS18B20温度传感器、Arduino开发板、杜邦线和计算机。
Arduino开发板用于读取传感器的温度数据，并通过串口将数据传输到计算机上进行处理和显示。
三、实验步骤1. 连接电路：将DS18B20温度传感器的VCC引脚连接到Arduino开发板的5V 引脚，GND引脚连接到GND引脚，DQ引脚连接到Arduino开发板的数字引脚2。
2. 编写代码：使用Arduino开发环境编写代码，通过OneWire库和DallasTemperature库读取DS18B20传感器的温度数据。
3. 上传代码：将编写好的代码上传到Arduino开发板上。
4. 监测温度：打开串口监视器，可以看到DS18B20传感器实时的温度数据。
四、实验结果在实验过程中，我们将DS18B20温度传感器放置在不同的环境中，记录了其测得的温度数据。
实验结果显示，DS18B20温度传感器具有较高的精度和稳定性，能够准确地测量环境温度。
五、实验评估本实验评估了DS18B20温度传感器的性能，包括精度、响应时间和抗干扰能力。
实验结果表明，DS18B20温度传感器具有较高的精度，能够在0.5℃的误差范围内测量温度。
响应时间较快，能够在毫秒级别内完成温度测量。
同时，DS18B20温度传感器具有较好的抗干扰能力，能够在干扰环境下保持稳定的测量结果。
温度传感器应用.
信息，仅需要一根口线（单总线接口）。
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DS18B20供电， 而无需额外电源。DS18B20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。
１、 DS18B20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(+3~5.5V)； 测温范围为-55℃～125℃，精度为0.5℃； 九位温度读数； A/D变换时间为200ms，最大转换时间为 750ms； 用户可以任意设置温度上、下限报警值， 且能够识别具体报警传感器。
指令
说明
读ROM（33H） 匹配ROM（55H） 跳过ROM（CCH） 搜ROM（F0H） 报警搜索（ECH）
读DS1820的序列号
继读完64位序列号的一个命令，用 于多个DS18B20时定位 此命令执行后的存储器操作将针对 在线的所有DS18B20 识别总线上各器件的编码，为操作 各器件作好准备 仅温度越限的器件对此命令作出响 应
图中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中 的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值， 只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄 存器值达到被测温度值，这就DS18B20的测温原理。
测量结果存入温度寄存器中。一般情况下的温度值 应为9位（符号点1位），但因符号位扩展成高8位， 故以16位补码形式读出，下表给出了DS18B20温度和 数字量的对应关系。
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单总线数字温度传感器原理及应用
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9 位温度读数，构成多点温度检测系统而无需任何外围硬件。
对DS1820 的使用，多采用单片机实现数据采集。
处理时，将DS1820 信号线与单片机一位口线相连，单片机可挂接多片DS1820，从而实现多点温度检测系统。
由于DS1820 只有三个引脚，其中两根是电源线VDD 和GND，另外两根用作总线DQ(Data In/Out)，由于其输出和输入均是数字信号且与TTL 电平兼容，因此其可以与微处理器直接进行接口，从而省去了一般传感器所必需的中间转
换环节。
本设计中以DS1820 为传感器、AT89C52 单片机为控制核心组成的多点温度测试系统如图3 所示[4]。
用6 只DS1820 同时测控6 路温度（视实际需要还可扩展通道数）。
89C52 单片机P1.1 口接单线总线。
DS1820 采用寄生电源供电方式。
为保证在有效的DS1820 时钟周期内能提供足够的电流，图3 中采用一个MOSFET 管和89C52 的H.0 口来完成对DS1820 的总线上拉。
键盘扫描和动态扫描的显示共用一片可编程接口芯片8279，显示采用8 位共阴极LED 数码管，它可用来显示通道数、温度测量值以及TH、TL 的值。
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