DS18B20的功能简介

1、DS18B2 0的功能简介制作人：邱雨庄问曾雨桐徐洪1、DS18B20的简介(1 )独特的单线接口方式： DS18B20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。(2)在使用中不需要任何外围元件。(3) 可用数据线供电，电压围：+3.0 +5.5 V(4) 测温围：-55 +125 C。固有测温分辨率 为 0.5 C。(5) 通过编程可实现 912位的数字读数方式。(6) 用户可自设定非易失性的报警上下限值。(7) 支持多点组网功能，多个DS18B20可以并 联在惟一的三线上，实现多点测温。(8) 负压特性，电源极性接反时，温度计不会 因发热而烧毁，但不能正常

2、工作2、DS18B20的外形和部结构ALLAS1HB2O1 23i 8 aNCNCCDOU_l NCZD nc 二I 5ID：.TTO.r vtevjTO-92DALLAS1S2Q8-pin 1 気ini soir（nISB2OZ）DS18B20部结构主要由 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）。n.i：掃口DS18B20上舷皿(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

3、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)DS18B2 0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 C /LSB形式表达，其中 S为符号位。表 2-12-4-3 DS18B20 温度值格式表bit 4hd *hidhit EIS1尸1吵11 $1 3 lVit I

4、Sbit Hbii HNl )0HeftMS Byte号1|囂SSS2*1严这是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+125C的数字输出为 07D0H +25.0625 C的数字输 出为0191H, -25.0625 C的数字输出为 FF6FH -55 C的数字 输出为FC90H。表 2-12-4-4 DS18B20 温度数据表J MPERATHRIDJ

5、4 J 1 Al Ol TPl IHltrUAI Ol UH 1(Ih0+125Xpocm irnooqoO7DOhH85 C*1 ：； :; i ! . - ；055011i-25 0625 C00000001 1001 00014191b+ 10 125 CDO 0000 1010 001000A2h) 5 C|1! 1 I：II H：I.OdOShI | - ；|l fi 1 ：!；I：- ；?(1.5 25.062 5DCHH Hin0|0 MHFE6Fh55 C111) 110( 1001 0000recoil*丁 he pomeron resell nine cNhe亡叱d&ler

6、h 憚宁 I(3) DS18B20温度传感器的存储器DS18B20温度传感器的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:表 2-12-4-5配置寄存器结构M10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） 分辨率设置表：表 2-12-4-6温度值分辨率设置表1R0R辨率分温度最大转换 时间00位993

7、.75ms0101187.5ms位10 1位1375ms11 2位1750msDS18B20的工作原理3、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 C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

8、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。图3：DS18B20测温原理框图4、DS18B20与单片机的典型接口设计以MCS-51单片机为例，图3中采用寄生电源供电方式， P1.1 口接单线总线为保证在有效的DS18B2 0时钟周期提供足够的电流，可用一个 MOSFET管和89C51的P1.0来完成对总线的上拉。当DS18B29处于写存储

9、器和温度 A/D变换操作时，总线上必须有强的上拉， 上拉开启时间最大为 10us。采用寄生电源供电方式时VDD和GND端均接地。由于单线只有一根线，因此发送接口必须是 三态的。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。假设单片机系统 所用的晶体管晶振频率为12MHZ根据DS18B20的初始化时序、写时序和读时序，分别编写三个子程序：INTI为初始化子程序，WRITE为写子程序，READ为读子程序，所有的数据读写均由最低位开始，实际在实验中不用这种方式，只要在数据线上加一个上拉电阻4.7K,另外两个引脚分别接电源和地。5、DS1820使用中注意

10、事项DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接 方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几 方面的问题：较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由 于DS1820与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对DS1820进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将 无法读取测温结果。在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时，对 DS1820操作部分最好采用汇编语言实现。在DS1820的有关资料中均未提及单总线上所挂 DS1820数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个DS1820，在实际应用中并非如此。当单总线上所挂 DS1820超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测 温系统设计时 要加以注意。连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。试验中， 当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的 测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m,当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正 常通讯距离进一步加长。这种情况主要是由总 线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，在用DS1820进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。在DS1820测温程序设计中，向DS