DS18B20数字温度传感器应用详解
温度传感器 DS18B20使用

温度传感器 DS18B20使用DS18B20数字温度传感器接线方便,封装成后可应用于多种场合,如管道式,螺纹式,磁铁吸附式,不锈钢封装式,型号多种多样,有LTM8877,LTM8874等等。
主要根据应用场合的不同而改变其外观。
封装后的DS18B20可用于电缆沟测温,高炉水循环测温,锅炉测温,机房测温,农业大棚测温,洁净室测温,弹药库测温等各种非极限温度场合。
耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
1: 技术性能描述1.1 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。
1.2 测温范围-55℃~+125℃,固有测温分辨率0.5℃。
1.3 支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,最多只能并联8个,实现多点测温,如果数量过多,会使供电电源电压过低,从而造成信号传输的不稳定。
1.4 工作电源: 3~5V/DC1.5 在使用中不需要任何外围元件1.6 测量结果以9~12位数字量方式串行传送,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温1.7 内部有64为ROM,前8位是类型编码,后48位是芯片唯一的序列号,最后8位是前56位的CRC校验码。
2、DS18B20封装引脚图3、精度的选择具有9位,10位,11位,12位转换精度可以选择,四种配置的分辨率分别为0.5℃,0.25℃,0.125℃和0.0625℃,出厂时以配置为12位4、温度的读取DS18B20在出厂时以配置为12位,读取温度时共读取16位,所以把后11位的2进制转化为10进制后在乘以0.0625便为所测的温度,还需要判断正负。
前5个数字为符号位,当前5位为1时,读取的温度为负数;当前5位为0时,读取的温度为正数。
16位数字摆放是从低位到高位,温度的关系图如图,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。
第31课温度传感器DS18B20详解

实验现象
通过对DS18B20的控制,读取出DS18B20所采集的温度数据并在 数码管的第4、5、6、7位进行显示,温度精确到小数点后一位。
显示方式为:020.5(温度为正)或-10.4(温度为负)。
DS18B20的命令
ROM操作命令
(1)读ROM--33H (2)匹配ROM--55H (3)跳过ROM--CC
功能命令
(1)写暂存寄存器命令--4EH (2)读暂存寄存器指令--BEH (3)复制暂存寄存器命令—48H (4)启动温度转换命令—44H (5)回传EEPROM内容指令--B8H (6)读电源类型指令--B4H
如何用DS18B20来采集温度
访问一个DS18B20必须经过初始化、ROM命令和功能命令这三个步骤 。 单个DS18B20发命令顺序 第一步: DS18B20初始化----跳过ROM命令(CCH)----启动温度转换命令(44H) 第二步: DS18B20初始化----跳过ROM命令(CCH)----读暂存寄存器指令(BEH)
DS18B20简介
DS18B20是DALLS公司推出的“1-WIRE”接口的 数字温度传感器,可以直接将温度转换为9~12位串行 数字信号供单片机处理。它具有体积小、功耗低、精度 高、抗干扰能力强等优点。
DS18B20引脚和封装
DS18B20的内部结构
DS18B20当分辨率为9,10,11,和12位时,分别对应与0.5℃, 0.25℃,0.125℃,0.0625℃的温度增量
DS18B20写数据时序图分析
①首先给DQ赋值低电平。 ②延时确定时间15us。 ③对DQ赋值,向DS18B20写入相应的高低 电平。 ④再延时时间为45us。 ⑤最后给DQ置高电平。
DS18B20读数据时序分析
数字温度传感器DS18B20及其应用

数字温度传感器DS18B20及其应用数字化技术推动了信息化的革命在传感器的器件结构上采用数字化技术,使信息的采集变得更加方便。
例如,对于温度信号采集系统,传统的模拟温度传感器多为铂电阻、铜电阻等。
每一个传感器的传输线至少有两根导线,带补偿接法需要三根导线。
如果对50路温度信号进行检测,就需要100根或150根导线接到采集端口,然后还要经过电桥电路、信号放大、通道选择、A/D转换等,才能将温度信号变成数字信号供计算机处理。
DS18B20是美国DALLAS公司生产的新型单总线数字温度传感器,如图1所示。
DS18B20采用3脚(或8脚)封装,从图1中看到,从DS18B20读出或写人数据仅需要一根I/O口线。
并且以串行通信的方式与微控制器进行数据通信。
该器件将半导体温敏器件、A/D 转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上,传感器直接输出的就是温度信号数字值。
信号传输采用两芯(或三芯)电缆构成的单总线结构。
一条单总线电缆上可以挂接若干个数字温度传感器,每个传感器有一个唯一的地址编码。
微控制器通过对器件的寻址,就可以读取某一个传感器的温度值,从而简化了信号采集系统的电路结构。
采集端口的连接线减少了50倍,既节省了造价,又给现场施工带来极大的方便。
DS18B20是实现单总线测控网络的关键器件,主要包括:寄生电源、温度传感器、64位激光ROM 和单总线接口、存放中间数据的高速暂存器RAM、用于存储用户设定温度上下限值的TH和TL触发器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码(CRC)发生器等七部分。
DS18B20内部存储器由ROM、RAM和E2ROM组成,其中,ROM 由64位二进制数字组成,共分为8个字节,字节0的内容是该产品的厂家代号28H,字节1~字节6的内容是48位器件序列号,字节7是ROM前56位的CRC校验码。
由于64位ROM 码具有唯一性,在使用时作为该器件的地址,通过读ROM命令可以将它读出来。
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详细使用方法

DS18B20的详细使用方法1.DS18B20概述DS18B20数字温度计是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。
2、DS18B20产品的特点〔1〕.只要求一个端口即可实现通信。
〔2〕.在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
〔3〕.实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
〔4〕.测量温度范围在-55。
C到+125。
C之间。
〔5〕.数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
〔6〕.内部有温度上、下限告警设置。
3、DS18B20引脚图及引脚功能介绍TO-92封装的DS18B20的引脚排列见图1,其引脚功能描述见表1。
〔底视图〕图1表1DS18B20详细引脚功能描述4.DS18B20的使用方法由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对AT89S51单片机来说,硬件上并不支持单总线协议,因此,我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。
DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。
该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。
所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。
而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。
数据和命令的传输都是低位在先。
DS18B20的复位时序DS18B20的读时序对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。
对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后,在15秒之内就得释放单总线,以让DS18B20把数据传输到单总线上。
DS18B20在完成一个读时序过程,至少需要60us才能完成。
数字温传感器ds18b20介绍及应用
最新【精选】范文参照文件专业论文数字温度传感器DS18B20介绍及应用数字温度传感器DS18B20介绍及应用【大纲】本文第一对数字温度传感器 DS18B20的内部结构、工作原理做简单的介绍,而后联合 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解析,最后提到 DS18B20 在使用过程中的注意事项。
【要点词】温度传感器;DS18B20;应用传统的温度敏感元件是热敏电阻,热敏电阻的长处是成本低,但是热敏电阻需要其余电路进行信号办理,所以靠谱性较差,正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,它拥有微型化、低功耗、高性能、抗搅乱能力强、易配微办理器等长处。
DS18B20数字温度传感器可将温度转变为串行数字信息进行 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势简单,同时,靠谱性也大大增高。
一、 DS18B20的介绍的内部结构DS18B20由四个部分构成:① 64 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 在温度传感器出厂以前就刻上了 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相同,代表着自己的身份。
正一味这样,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丈量。
非挥发的温度报警触发器 TH和 TL是经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寻命令作出响应。
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储存在非易失性电擦写 EEPROM中,这样,掉电后数据依旧可以保存。
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经过由高温系数振荡器产生的门开通周期的计数值来丈量温度。
DS18B20温度传感器使用简介
DS18B20温度传感器使⽤简介DS18xx系列温度传感器是数字式温度传感器,相对于传统温度传感器精度⾼、稳定性好、电路简单、控制⽅便,在这⾥以DS18B20为例做简单应⽤介绍。
详细资料请参阅芯⽚⼿册。
⼀、特性:(1)应⽤中不需要外部任何元器件即可实现测温电路。
(2)测温范围-55~+125℃,最⼤精度0.0625℃。
(3)只通过⼀条数据线即可实现通信。
(4)每个DS1820器件上都有独⼀⽆⼆的序列号,所以⼀条数据线上可以挂接很多该传感器。
(5)内部有温度上、下限告警功能。
⼆、操作简介DS18B20⼯作时需要接收特定的指令来完成相应功能(指令,可以简单的理解为可以被识别并有相应意义的⼀系列⾼低电平信号),它的指令可分为ROM指令和RAM指令;ROM指令主要对其内部的ROM进⾏操作,如查所使⽤DS18B20的序列号等,如果只使⽤⼀个DS18B20,ROM操作⼀般就可以直接跳过了;RAM指令主要是完成对其内RAM中的数据进⾏操作,如让其开始进⾏数据采集、读数据等。
DS18B20数字温度传感器是单总线器件,数据的读写只通过⼀条数据线进⾏并且这⼀条线上允许挂很多该传感器;这样对器件进⾏读写指令时就会⿇烦⼀些,必须应⽤特定时序来识别⾼低电平信号(如写⾼电平1,并不是把数据线直接拉⾼,⽽是⽤有⼀定时序关系的⾼低电平来代表写1),所以指令表中的0、1在写给DS18B20时就得变成代表0、1电平的时序段序列。
同样,从DS18B20读数据时,也是由特定的时序来完成数据读取。
对DS18B20进⾏读写的时序图如下:硬件连接⽅式有两种,⼀种是由单独电源供电(3~5V);第⼆种是由数据线为DS18B20供电(⼯作速度相对较慢)。
单独电源供电⽅式数据线为DS1820供电⽅式三、DS1820的⼯作过程:1. 复位操作2. 执⾏ROM操作的5条指令之⼀:1)读ROM,2)匹配ROM,3)搜索ROM,4)跳过ROM,5)报警搜索。
ds18b20温度传感器工作原理
ds18b20温度传感器工作原理
DS18B20是一种数字温度传感器,它通过一根单一的数据总线进行工作。
传感器内部有一个精确的温度传感器和数字转换器。
以下是DS18B20温度传感器的工作原理:
1. 单线总线通信:DS18B20传感器使用单一的数据总线进行通信。
该总线不仅用于传输数据,还用于为传感器提供电源。
通过这种方式,可以减少传感器的引脚数量,使其适用于各种微控制器和嵌入式系统。
2. 温度测量:传感器内部有一个温度传感器,该传感器可以测量实时环境温度。
它使用精确的电阻和温度-电压转换技术,以确保温度测量的准确性和稳定性。
3. 数据转换:DS18B20传感器将温度测量结果转换为数字信号。
传感器内部的模数转换器将模拟信号转换为数字码,以便于传感器与主控制器之间的通信和处理。
4. ROM存储器:每个DS18B20传感器都有一个唯一的64位ROM存储器。
这个ROM存储器包含传感器的唯一序列号、制造商信息和其他相关信息。
这些信息可以用来识别传感器并设置其工作参数。
5. 通信协议:DS18B20传感器使用一种称为1-Wire协议的通信协议与主控制器进行通信。
该协议在传感器和主控制器之间建立一种基于时间的序列通信方式,主控制器上的软件可以通过这种协议与传感器进行数据传输、配置和控制。
总而言之,DS18B20温度传感器通过单一的数据总线进行通信,并使用内部的温度传感器和数字转换器测量环境温度。
它通过ROM存储器保存唯一的序列号和其他信息,使用1-Wire 协议与主控制器进行通信。
亿学通电子 DS18B20 温度传感器使用手册
1) DS18B20 是DALLAS 公司生产的一线制数字温度传感器; 2) 具有3 引脚TO-92 小体积封装形式; 3) 温度测量范围为-55℃~+125℃; 4) 电源供电范围为3V~5.5V ; 5) 可编程为9 位~12 位数字表示;6) 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;7) 其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;8) 多个DS18B20 可以并联到3 根(VDD、DQ 和GND)或2 根(利用DQ 线供电、GND)线上,CPU 只需一根端口线就能与总线上的多个串联的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。
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。
TO-92封装的DS18B20DS18B20 的管脚排列及不同封装形式如图 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),NC 表示无连接。
管脚图DS18B20内部结构如图3所示,主要由4 部分组成:64 位ROM 、温度传感器、非易失性存储的温度报警触发器TH 和TL 、配置寄存器。
DS18B20管脚DS18B20概述DS18B20内部结构图非常适用于远距离多点温度检测系统。
DQ-数据输入输出。
漏极开路1 线接口。
也在寄生电源模式时给设备提供电源。
访问DS18B20 的顺序如理初始化;DS18B20读写 连接图应用领域ROM 命令(接着是任何需要的数据交换);DS18B20 函数命令(接着是任何需要的数据交换)。
每一次访问DS18B20 时必须遵循这一顺序,如果其中的任何一步缺少或打乱它们的顺序,DS18B20 将不会响应。
(1)初始化时序所有与DS18B20 的通信首先必须初始化:控制器发出复位脉冲,DS18B20 以存在脉冲响应。
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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。
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,是DS18B20的简化版本。
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。
继"一线总线"的早期产品后,DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。
DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。
一、DS18B20的主要特性(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,实现组网多点测温(4)DS18B20在使用中不需要任何外围元件,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(5)温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃(6)可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温(7)在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快(8)测量结果直接输出数字温度信号,以"一线总线"串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力(9)负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
二、DS18B20的外形和内部结构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。
DS18B20的外形及管脚排列如下图1:DS18B20引脚定义:(1)DQ为数字信号输入/输出端;(2)GND为电源地;(3)VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
三、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。
表1: 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。
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。
(3)DS18B20温度传感器的存储器DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。
(4)配置寄存器该字节各位的意义如下:低五位一直都是"1",TM是测试模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。
在DS18B20出厂时该位被设置为0,用户不要去改动。
R1和R0用来设置分辨率,如下表所示:(DS18B20出厂时被设置为12位)四、高速暂存存储器高速暂存存储器由9个字节组成,其分配如表5所示。
当温度转换命令发布后,经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。
单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后,数据格式如表1所示。
对应的温度计算:当符号位S=0时,直接将二进制位转换为十进制;当S=1时,先将补码变为原码,再计算十进制值。
表?2是对应的一部分温度值。
第九个字节是冗余检验字节。
根据DS18B20的通讯协议,主机(单片机)控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。
复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,当DS18B20收到信号后等待16~60微秒左右,后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。
五、DS18B20的应用电路DS18B20测温系统具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。
下面就是DS18B20几个不同应用方式下的测温电路图:[1]、DS18B20寄生电源供电方式电路图如下面图4所示,在寄生电源供电方式下,DS18B20从单线信号线上汲取能量:在信号线DQ处于高电平期间把能量储存在内部电容里,在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作,直到高电平到来再给寄生电源(电容)充电。
独特的寄生电源方式有三个好处:1)进行远距离测温时,无需本地电源2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM3)电路更加简洁,仅用一根I/O口实现测温要想使DS18B20进行精确的温度转换,I/O线必须保证在温度转换期间提供足够的能量,由于每个DS18B20在温度转换期间工作电流达到1mA,当几个温度传感器挂在同一根I/O线上进行多点测温时,只靠4.7K上拉电阻就无法提供足够的能量,会造成无法转换温度或温度误差极大。
因此,图4电路只适应于单一温度传感器测温情况下使用,不适宜采用电池供电系统中。
并且工作电源VCC必须保证在5V,当电源电压下降时,寄生电源能够汲取的能量也降低,会使温度误差变大。
注:站长曾经就此电路做过实验,在实验中,降低电源电压VCC,当低于4.5V时,测出的温度值比实际的温度高,误差较大。
当电源电压降为4V时,温度误差有3℃之多,这就应该是因为寄生电源汲取能量不够造成的吧,因此,站长建议大家在开发测温系统时不要使用此电路。
[2]、DS18B20寄生电源强上拉供电方式电路图改进的寄生电源供电方式如下面图5所示,为了使DS18B20在动态转换周期中获得足够的电流供应,当进行温度转换或拷贝到E2存储器操作时,用MOSFET 把I/O线直接拉到VCC就可提供足够的电流,在发出任何涉及到拷贝到E2存储器或启动温度转换的指令后,必须在最多10μS内把I/O线转换到强上拉状态。
在强上拉方式下可以解决电流供应不走的问题,因此也适合于多点测温应用,缺点就是要多占用一根I/O口线进行强上拉切换。
注意:在图4和图5寄生电源供电方式中,DS18B20的VDD引脚必须接地[3]、DS18B20的外部电源供电方式在外部电源供电方式下,DS18B20工作电源由VDD引脚接入,此时I/O线不需要强上拉,不存在电源电流不足的问题,可以保证转换精度,同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器,组成多点测温系统。