数字温度传感器IC及应用
数字脉冲温度传感器工作原理
数字脉冲温度传感器工作原理数字脉冲温度传感器（Digital Pulse Temperature Sensor）是一种基于数字脉冲技术的温度测量设备。
它能够通过测量物体的温度变化，并将其转化为数字脉冲信号，从而实现对温度的准确监测和测量。
本文将详细介绍数字脉冲温度传感器的工作原理及其应用。
1. 传感器结构与组成数字脉冲温度传感器通常由温度感测元件、信号调理电路和数字输出接口组成。
其中，温度感测元件是实现温度测量的核心部分，信号调理电路负责对感测元件输出的模拟信号进行放大、滤波和线性化处理，而数字输出接口则将处理后的信号转换为数字脉冲信号输出。
2. 工作原理数字脉冲温度传感器的工作原理基于温度对物体电阻或电容的影响。
一般来说，温度升高会导致电阻或电容值的变化，而这种变化可以被感测元件捕捉到。
数字脉冲温度传感器利用这种变化，通过感测元件将温度转化为模拟信号。
具体来说，数字脉冲温度传感器中的温度感测元件可以是热敏电阻、热电偶或热电阻等。
当温度发生变化时，感测元件的电阻或电容值会随之变化。
这个变化被信号调理电路放大、滤波和线性化处理后，转化为模拟电压信号。
接下来，模拟电压信号被数字转换器（ADC）转换为数字信号，并经过微处理器或逻辑电路进行进一步的计算和处理。
通过与预设的温度范围进行比较，传感器可以判断出物体的温度，并将其转化为数字脉冲信号输出。
3. 优点与应用数字脉冲温度传感器具有以下优点：(1) 高精度：数字脉冲温度传感器通过数字信号输出，减少了模拟信号的传输误差，从而提高了测量的精度。
(2) 快速响应：数字脉冲温度传感器采用数字信号处理技术，响应速度更快，能够实时监测物体温度的变化。
(3) 抗干扰能力强：数字脉冲温度传感器具有较强的抗干扰能力，可以在复杂的工作环境下稳定工作。
(4) 体积小巧：数字脉冲温度传感器体积小巧，适用于对体积要求较小的应用场景。
数字脉冲温度传感器广泛应用于多个领域，包括工业自动化、家电、汽车、医疗等。
数字温度传感器DS18B20介绍及应用
数字温度传感器DS18B20介绍及应用【摘要】本文首先对数字温度传感器DS18B20的内部结构、工作原理做简单的介绍，然后结合DS18B20的性能，对温度传感器DS18B20在电路设计方面的应用做了相应的分析，最后提到DS18B20在使用过程中的注意事项。
【关键词】温度传感器；DS18B20；应用传统的温度敏感元件是热敏电阻，热敏电阻的优点是成本低，但是热敏电阻需要其他电路进行信号处理，因此可靠性较差，准确度和精确度都大大降低。
DS18B20是美国DALLAS公司新推出的一种数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点。
DS18B20数字温度传感器可将温度转化成串行数字信息进行9～12位温度读数。
使用DS18B20数字温度传感器后，使整个系统结构更趋向简单，同时，可靠性也大大增高。
一、DS18B20的介绍1.DS18B20的内部结构DS18B20由四个部分组成：①64位光刻ROM、②温度传感器、③非挥发的温度报警触发器TH和TL、④配置寄存器。
64位光刻ROM在温度传感器出厂之前就刻上了64位序列号，它可以看是该温度传感器的地址序列码，每个DS18B20的序列号就如我们的身份证号一样，代表着自己的身份。
正一味如此，在同一根总线上可以同时挂接多个温度传感器。
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量。
非挥发的温度报警触发器TH和TL是通过将测得的温度值分别于TH和TL进行比较，相应的对主机发出的告警搜索命令作出响应。
配置寄存器通过R1、R0位设定温度分辨率。
分辨率及使用者设定的报警温度存储在非易失性电擦写EEPROM中，这样，掉电后数据仍然可以保存。
2.DS18B20的测温原理及温度读取DS18B20利用低温系数振荡器输出的时钟脉冲信号通过由高温系数振荡器产生的门开通周期的计数值来测量温度。
DS18B20在出厂时就设定了分辨率是12位，在读取温度时一共读取16位，其中，前5位数字表示的是符号。
数字输出温度传感器的功能.
在许多应用中，最终需要以数字形式提供温度数据。
这可以通过将一个模拟温度传感器的输出接到一个模数转换器（ADC）来实现。
然而，随着IC产品制造技术的进步，将这种ADC和许多其它功能一起集成到温度传感器的管芯上已经成为经济有效的方法。
它能降低成本、印制电路板（PCB）面积和功耗，同时简化系统设计工程师的任务。
本地温度监视数字温度传感器类似于模拟温度传感器，但是它的输出不是以电流或电压形式而是将其转换为1或0形式的数字量。
因此，数字输出温度传感器适合于连接到一个MCU。
这类的接口包括单线脉冲宽度调制（PWM）、两线I2C和SMBus，以及3线或4线SPI协议接口。
PWM单线接口PWM输出温度传感器提供一个方波占空比与温度成比例的方波输出。
这种信号通常连到一个MCU计时器，并且根据方波高电平时间与低电平时间的比率计算温度。
这种比率式测量方法避免了由于不同时钟频率偏移产生的误差。
这些低成本、低功耗的温度传感器适合于印制电路板面积受限制的应用和仅要求使用一个光耦合器进行隔离的应用。
例如，TMP05采用小外形SC-70封装（2 mm 长）。
TMP05采用菊花链方式，允许串行连接几个温度传感器并且共用一个MCU计时器引脚，适合要求监测多个温区温度的应用。
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数字温度传感器的应用
数字温度传感器的应用第一篇：数字温度传感器的应用数字温度传感器 DS1820(DS18B20)的应用DSl820 数字温度计提供 9 位(二进制)温度读数指示器件的温度信息经过单线接口送入DSl820 或从DSl820 送出因此从主机CPU 到DSl820 仅需一条线(和地线)DSl820 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DSl820 在出厂时已经给定了唯一的序号因此任意多个DSl820 可以存放在同一条单线总线上这允许在许多不同的地方放置温度敏感DSl820 的测量范围从-55 到+125 增量值为0.5 可在 l s(典型值)内把温度变换成数字.每一个 DSl820 包括一个唯一的 64 位长的序号该序号值存放在 DSl820 内部的 ROM(只读存贮器)中开始8 位是产品类型编码(DSl820 编码均为（10H)接着的48位是每个器件唯一的序号最后8位是前面56位的CRC(循环冗余校验)码DSl820 中还有用于贮存测得的温度值的两个 8 位存贮器 RAM 编号为0 号和 1号1号存贮器存放温度值的符号，如果温度为负，则 1 号存贮器8 位全为1，否则全为0，0 号存贮器用于存放温度值的补码，LSB(最低位)的1表示0.5将存贮器中的二进制数求补再转换成十进制数并除以 2 就得到被测温度值(-550 125)，DSl820 的引脚如图 2 26-l 所示。
每只DS18b20 都可以设置成两种供电方式：即数据总线供电方式和外部供电方式，采取数据总线供电方式可以节省一根导线，但完成温度测量的时间较长；采取外部供电方式则多用一根导线，但测量速度较快.温度计算1、DS18b20用9位存贮温度值,最高位为符号位。
下图为 18b20 的温度存储方式，负温度S=1，正温度 S=0，如00AAH 为+85 ,0032H 为 25，FF92H 为552、Ds18b20 用12 位存贮温值度，最高位为符号位，下图为18b20的温度存储方式，负温度S=1，正温度 S=0。
数字温度传感器AD7416及其应用应用
数字温度传感器AD7416及其应用摘要：AD7416是美国模拟器件公司（ADI）出品的单片数字温度传感器，其片内寄存器可以设置高／低温度门限，并可通过I2C接口对内部寄存器进行读／写。
文中介绍了AD7416的基本特性、引脚功能和工作原理，并给出了典型应用电路。
关键词：温度传感器；I2C接口；模数转换；AD7416AD7416 digital temperature sensor and its applicationAbstract: AD7416 is Analog Devices Corporation (ADI) produced a single-chip digital temperature sensors, on-chip register can be set high / low temperature threshold, and through the I2C interface to the internal register read / write. The paper introduced the basic characteristics of the AD7416, pin functions and working principles, and gives the typical application circuit.Key words: Temperature Sensor I2C interface analog-digital conversion AD7416AD7416是美国模拟器件公司（ADI）出品的单片温度监控系统集成电路。
其内部包含有带隙温度传感器和10位模数转换器，可将感应温度转换为0．25℃量化间隔的数字信号，以便用来与用户设置的温度点进行比较。
AD7416片内寄存器可以进行高／低温度门限的设置。
当温度超过设置门限时，过温漏级开路指示器（OTI）将输出有效信号。
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。
LM75数字温度传感器应用
I2C_LM75_Init();/*I2C 初始化*/
Thermometer_Temperature();/*温度显示*/
while(1 ) { if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET) { i = USART_ReceiveData(USART1); printf(" %c",i&0xFF); /* 打印输入字符 */
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
/* 函数及引用外部函数 -----------------------------------------------*/ void RCC_Configuration(void); void NVIC_Configuration(void); void GPIO_Configuration(void); void USART_Configuration(void); extern void I2C_LM75_Init(void); extern u32 TempCelsius_Value ; extern u16 I2C_LM75_Temp_Read(void); extern ErrorStatus I2C_LM75_Status(void); extern void Thermometer_Temperature(void) ;
节，设备地址字节(如表 8-26 所示)包括了读/写选择位，每次读/写操作必须由停止状态(STOP)
结束。称作确认(ACK)的约定确认了每个字节的接收。
表 8-26 STLM75 从地址字节定义
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单总线数字温度传感器及其应用
《自动检测技术及仪表》课程设计报告题目:单总线数字温度传感器及其应用学院：专业：年级：姓名：学号：指导教师：***摘要介绍了单总线数字温度传感器DS1820的内部结构，工作原理、测量电路原理图、特性等，DSl820是由美国DALLAS公司提供的一种单总线系统的数字温度传感器，它可提供二进制9位温度信息，分辨率为0．5℃，可在一55℃～+125℃的范围内测量温度。
从中央处理器到DSl820仅需连接一条信号线和地线，其指令信息和数据信息都经过单总线接口与DSl820进行数据交换。
DSl820完成读、写和温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，也可以由外部供给。
并且，每个DSl820有唯一的系列号，因此同一条单总线上可以挂接多个DSl820，构成主从结构的多点测温传感器网络。
此特性可普遍应用在包括环境监测、建筑物和设备内的温度场测量，以及过程监视和控制中的温度检测中。
○1一、单总线数字温度传感器的内部结构DSl820内部框图如图l所示○2。
主要包括7部分：(1)64位光刻ROM 与单线接口；(2)温度传感器；(3)寄生电源；(4)温度报警触发器TH 和TL，分别用来存储用户设定的温度上、下限；(5)高速暂存器，即便笺式RAM，用于存放中间数据；(6)存储与控制逻辑；(7)8位循环冗余校验码(CRC)。
图1 DS1820内部结构二、单总线数字温度传感器的工作原理该器件可以从单总线上得到能量并储存在内部电容中，该能量是当信号线处于低电平期间消耗，在信号线为高电平时能量得到补充，这种供电方式称为寄生电源供电。
DSl820也可以由3—5.5V的外部电源供电。
每一片DSl820都有64位长的惟一ROM码。
第一个八位为单总线器件识别码(DSl820为28h)，接下来48位是器件的惟一系列码，最后八位是前56位的CRC校验码。
CRC校验码按下列多项式计算:DSl820内有一个能直接转化为数字量的温度传感器，其分辨率为9，lO，ll，12bit可编程，通过设置内部配置寄存器来选择温度的转换精度，出厂时默认设置为12bit。
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数字温度传感器芯片---主要功能
◼ 三个主要功能：
➢温度测量
✓单点测温 ✓总线型温度测量网络
➢192个字节的OTP存储器
✓用户数据存储，如存储存储器校准数据等 ✓电子标签功能，存储生产信息、系列号等
➢eStamp“电子印章”信息
✓用于数字温度传感器合法身份识别
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数字温度传感器芯片---Roadmap
匹配的数字温度传感器RW1820提供更高的温差测量精度
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25
RW1820的典型应用及应用实例---其他应用
机柜多节点温度测量
万年历/户外显示屏
战车轴温检测
雷达发射腔等功率单元/电源模块温度监测
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温度记录器
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RW1820的开发套件---参考代码
冷库温控器
（外部连接铠装的 RW1820数字温度
传感器）
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农业大棚温控器 （外部连接铠装 的RW1820数字 温度传感器）22RW182源自的典型应用及应用实例---电缆测温
◼ RW1820尤其适合于国防、粮仓、消防、线槽等温度监测应 用
RW1820
电缆中预埋 数字温度传感器
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uC通过一个GPIO 口直接读入高精 度的温度测量结 果，无须处理任 何模拟信号！
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RW1820与其他温度测量方案的对比---RW1820优势
全数字集成的温度解决方案
• 内置温度敏感元件 • 零点和增益误差修正 • 线性化和数字转换 • 内置串行通信接口，直接输出
温度结果的数字量 • 无须处理任何模拟信号
5
数字温度传感器芯片---主要指标
◼ 测量温度范围：-55℃~+125 ℃ ◼ 测量精度：± 0.5 ℃，最高± 0.1 ℃ ◼ 12位分辨率，或者0.0625 ℃ ◼ 低功耗：<50uW ◼ 温度转换时间：<80ms ◼ Single-Line单线串行接口，直接输出温度数字量 ◼ 64位全球唯一的温度传感器识别码 ◼ 用户可编程的24位扩展ROMID，应用于多节点的通信地址 ◼ 192字节OTP存储器，存储电子标签、用于防伪的”电子印
湿度传感器
称重传感器
电化学传感器 温度变送器
传感器 内置RW1820
◼ 为各种传感器提供温度补偿或热电偶冷端补偿 ◼ 存储传感器的零点偏差和增益误差，便于系统自动校准和传感器互换 ◼ 存储传感器的非线性修正数据查询表，便于系统线性补偿传感器 ◼ eStamp信息提供安全的传感器身份识别，阻止系统接入伪劣的传感器，保
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数字温度传感器RW1820在粮仓测温应用中的 系统集成框图
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RW1820的典型应用及应用实例---医疗应用
◼ 体表测温
➢ 精度：±0.1℃（+35 ℃ ~+45 ℃ 温度测量范围）
◼ 体内测温
➢ 业内超小型的DFN2x2封装数字温度传感器 ➢ 直径2.2mm的铠装温度传感器
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冷藏区0~7℃ 保鲜区0℃ 冷冻区-18℃
17
RW1820的典型应用及应用实例---储藏箱应用实
例
◼ 储藏箱温度测量应用实例二（总线连接方 式）
GPIO1
1#数字温度传感器 2#数字温度传感器
冷藏区0~7℃
储藏箱内部的 电脑控制器
3#数字温度传感器
保鲜区0℃
*微处理器通过一个GPIO端口，就可 以分别读入储藏箱三个区域的温度值， 节省微处理器的GPIO端口！
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公司背景---产品方向
数字传感器
✓半导体数字温度传感器 ✓热电偶数字转换器 ✓温湿度数字转换器 ✓磁开关数字传感器
RTC产品
✓温补RTC ✓加密RTC产品
电池管理产品
✓锂电池保护器 ✓电量计
✓电池组管理
多接口RFID
✓HF+Single-Line+SHA-256 ✓UHF+Single-Line+EC ✓HF+UHF+SHA-256 ✓HF+UHF+EC
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数字温度传感器芯片---产品定义
◼ 内置温度敏感元件，直接数字输出测量的温度值
➢ 无须任何外围的温度敏感元件和模拟信号处理 ➢ 单片集成电路，提供高性能、低成本的温度测量解决方案
晶圆片
数字温度传感 器芯片RW1820
铠装数字温度 传感器8877
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◼ RW1820P+
➢ 更高分辨率：14位 ➢ 量产时间：2017年12月
◼ RW1860+
➢ 除了测量温度外，还增加了VCC测量功能 ➢ 量产时间：2018年12月
◼ RW1880+
➢ UHF接口 ➢ 量产时间：2019年3月
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RW1820与其他温度测量方案的对比---传统方案
数字温度传感器芯片及其应用
---从模拟到数字，简单、低成本、高性能的温度测量解决方案
LANCE 长英科技
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1
主题
1 公司背景 2 数字温度传感器芯片介绍 3 RW1820与其他温度测量方案的对比 4 RW1820的典型应用及应用实例 5 RW1820的开发套件 6 结论
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RW1820的典型应用及应用实例---储藏箱应用实
例
◼ 储藏箱温度测量应用实例一（点对点连接方式）
GPIO1 GPIO2 GPIO3 储藏箱内部的 电脑控制器
1#数字温度传感器 2#数字温度传感器 3#数字温度传感器
*微处理器通过三个GPIO端口，就可 以直接读入储藏箱三个区域的温度值， 无须任何模拟信号处理和转换！
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2
公司背景
◼ 本公司注册在中国的硅谷—中关村，是一家专注于高 性能的模拟和混合集成电路产品设计公司。
◼ 未来主要产品包括数字传感器芯片、传感器校准和识 别、RFID等，瞄准国防科技、消费类电子、工业、 通信、医疗、白色家电及物联网等应用。
◼ 完全自主研发，国内制造，自有知识产权的中国芯。 核心成员都具有15年以上设计经验，拥有多项先进技 术和专利。
感器芯片或者铠装的数字温度传感器
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RW1820的开发套件---PC评估软件
◼ PC评估软件
➢提供USB驱动程序 ➢支持8片RW1820同时显示直方图和测温实时曲
线显示 ➢支持RW1820的OTP存储器读写 ➢支持RW1820各种功能命令评估 ➢支持eStamp信息生成和验证
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结论
◼ LANCE 长英科技研发的数字温度传感器具有精度高、 成本低、易于互换和维护等优点；
◼ 该数字温度传感器还具有全球唯一的标识码，且传感器 芯片内部可以存储生产信息、数字签名信息等数据，十 分适合于产品的电子标签、产品防伪及售后服务跟踪等 应用。
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◼ 基于NTC热敏电阻的模拟温度测量的传统方案
➢ 此方案广泛应用于冷库、储藏箱、空调、电热水器、环境温度监 测等诸多应用
NTC 热敏电阻
模拟信号调理器
（放大器、基准 电压或电流源等）
模数转换（ADC） 或
压频转换（VFC）
微处理器（uC）
*传感器线性化 *零点&增益修正 *计算温度值
*方案成本高、精度差（>1℃）、温度传感器校准难度 大、互换性差、硬件和软件设计复杂、互换性差，对 噪声敏感。
证系统的测量精度和可靠性
◼ 传感器电子标签功能，记录传感器系列号、类型、生产日期、产地等信息
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RW1820的典型应用及应用实例---温控器
◼ RW1820尤其适合于军品库、冷库、农业大棚等温度测量和控制应用
空调房间温控器
（内部焊接TO-92 封装的RW1820数 字温度传感器）
◼ 仅需一条GPIO，就可以测量每节电池的温度、电压，并获取电池属性信息
1#
RW1820
2#
RW1820
光电隔离 Isolator
光电隔离 Isolator
N#
RW1820
光电隔离 Isolator
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RW1820典型应用及应用实例---传感器温度补偿、校准及防伪
压力传感器
化了软硬件设计
电子标签功能
• 具有全球唯一的64位标识码 • 记录传感器的生产信息，如生产日期、批
号、版本等； • 存储eStamp信息，以识别温度传感器的身
份，防止第三方“伪造”； • 基于全球唯一的标识码，实现传感器的质
量跟踪和售后服务管理
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RW1820的典型应用及应用实例---典型应用电路
◼ 参考软件代码
➢C源代码，便于用户移植 ➢部分汇编语言代码
✓C51系列微处理器 ✓PIC微处理
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RW1820的开发套件---评估板
◼ RW1820评估板
➢USB接口 ➢提供7.5V/5mA的OTP编程电压 ➢提供TO-92封装的Socket ➢提供3引脚接线端子，方便接入外部的数字传
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冷冻区-18℃
18
RW1820的典型应用及应用实例---单节电池