DS-18B20 数字温度传感器 .doc

1、DS18B20DS-18B20 数 字 温 度 传 感 器 本 公 司 最 新 推 出 TS-18B20 数 字 温 度 传 感 器 ， 该 产 品 采 用 美 国 DALLAS公 司 生 产 的 DS18B20 可 组 网 数 字 温 度 传 感 器 芯 片 封 装 而 成 ， 具 有 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

2、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 ， 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 ， 实 现 多 点 测 温 1.4 工 作 电 源 : 35V/DC 1.5 在 使 用 中 不 需 要 任 何 外 围 元 件 1.6 测 量 结 果 以 912

3、 位 数 字 量 方 式 串 行 传 送 1.7 不 锈 钢 保 护 管 直 径 6 1.8 适 用 于 DN1525, DN40DN250 各 种 介 质 工 业 管 道 和 狭 小 空 间 设 备测 温 1.9 标 准 安 装 螺 纹 M10X1, M12X1.5, G1/2”任 选 1.10 PVC 电 缆 直 接 出 线 或 德 式 球 型 接 线 盒 出 线 ,便 于 与 其 它 电 器 设 备 连接 。 2： 应 用 范 围 2.1 该 产 品 适 用 于 冷 冻 库 ， 粮 仓 ， 储 罐 ， 电 讯 机 房 ， 电 力 机 房 ， 电 缆 线槽 等 测 温 和 控 制 领 域

4、2.2 轴 瓦 ， 缸 体 ， 纺 机 ， 空 调 ， 等 狭 小 空 间 工 业 设 备 测 温 和 控 制 。 2.3 汽 车 空 调 、 冰 箱 、 冷 柜 、 以 及 中 低 温 干 燥 箱 等 。 2.5 供 热 /制 冷 管 道 热 量 计 量 ， 中 央 空 调 分 户 热 能 计 量 和 工 业 领 域 测 温和 控 制 3： 产 品 型 号 与 规 格 型 号 测 温 范 围 安 装 螺 纹 电 缆 长 度 适 用 管 道 TS-18B20 -55125 无 1.5 m TS-18B20A -55125 M10X1 1.5m DN1525 TS-18B20B -55125 1

5、/2”G 接 线 盒 DN40 60 4： 接 线 说 明 特 点 独 特 的 一 线 接 口 ， 只 需 要 一 条 口 线 通 信 多 点 能 力 ， 简 化 了 分 布式 温 度 传 感 应 用 无 需 外 部 元 件 可 用 数 据 总 线 供 电 ， 电 压 范 围 为 3.0 V 至5.5 V 无 需 备 用 电 源 测 量 温 度 范 围 为 -55 C 至 +125 。 华 氏 相 当 于是 -67 F 到 257 华 氏 度 -10 C 至 +85 C 范 围 内 精 度 为 0.5 C 温 度 传 感 器 可 编 程 的 分 辨 率 为 912 位 温 度 转 换 为 12

6、 位 数 字 格 式 最 大值 为 750 毫 秒 用 户 可 定 义 的 非 易 失 性 温 度 报 警 设 置 应 用 范 围 包 括 恒 温 控制 ， 工 业 系 统 ， 消 费 电 子 产 品 温 度 计 ， 或 任 何 热 敏 感 系 统 描 述 该 DS18B20 的 数 字 温 度 计 提 供 9 至 12 位 （ 可 编 程 设 备 温 度 读 数 。信 息 被 发 送 到 /从 DS18B20 通 过 1 线 接 口 ， 所 以 中 央 微 处 理 器 与 DS18B20只 有 一 个 一 条 口 线 连 接 。 为 读 写 以 及 温 度 转 换 可 以 从 数 据 线 本

7、 身 获 得 能 量 ，不 需 要 外 接 电 源 。 因 为 每 一 个 DS18B20 的 包 含 一 个 独 特 的 序 号 ， 多 个ds18b20s 可 以 同 时 存 在 于 一 条 总 线 。 这 使 得 温 度 传 感 器 放 置 在 许 多 不 同 的 地方 。 它 的 用 途 很 多 ， 包 括 空 调 环 境 控 制 ， 感 测 建 筑 物 内 温 设 备 或 机 器 ， 并 进行 过 程 监 测 和 控 制 。 8 引 脚 封 装 TO-92 封 装 用 途 描 述 5 1 接 地 接 地 4 2 数 字 信 号 输 入 输 出 ， 一 线 输 出 ： 源 极 开 路

8、3 3 电 源 可 选 电 源 管 脚 。 见 “寄 生 功 率 “一 节 细 节 方 面 。 电 源 必 须 接 地 ，为 行 动 中 ， 寄 生 虫 功 率 模 式 。 不 在 本 表 中 所 有 管 脚 不 须 接 线 。 概 况 框 图 图 1 显 示 的 主 要 组 成 部 分 DS18B20 的 。 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 。 该 装 置 信 号 线 高 的 时 候 ， 内 部 电 容 器 储 存 能 量 通由

9、 1 线 通 信 线 路 给 片 子 供 电 ， 而 且 在 低 电 平 期 间 为 片 子 供 电 直 至 下 一 个 高 电平 的 到 来 重 新 充 电 。 DS18B20 的 电 源 也 可 以 从 外 部 3V-5 .5V 的 电 压 得 到 。DS18B20 采 用 一 线 通 信 接 口 。 因 为 一 线 通 信 接 口 ， 必 须 在 先 完 成 ROM设 定 ， 否 则 记 忆 和 控 制 功 能 将 无 法 使 用 。 主 要 首 先 提 供 以 下 功 能 命 令 之 一 ： 1 ） 读 ROM， 2 ） ROM 匹 配 ， 3 ） 搜 索 ROM， 4 ） 跳 过 R

10、OM， 5 ） 报 警检 查 。 这 些 指 令 操 作 作 用 在 没 有 一 个 器 件 的 64 位 光 刻 ROM 序 列 号 ， 可 以 在挂 在 一 线 上 多 个 器 件 选 定 某 一 个 器 件 ， 同 时 ， 总 线 也 可 以 知 道 总 线 上 挂 有 有多 少 ， 什 么 样 的 设 备 。 若 指 令 成 功 地 使 DS18B20 完 成 温 度 测 量 ， 数 据 存 储 在 DS18B20 的 存 储器 。 一 个 控 制 功 能 指 挥 指 示 DS18B20 的 演 出 测 温 。 测 量 结 果 将 被 放 置 在DS18B20 内 存 中 ， 并 可

11、以 让 阅 读 发 出 记 忆 功 能 的 指 挥 ， 阅 读 内 容 的 片 上 存 储器 。 温 度 报 警 触 发 器 TH 和 TL 都 有 一 字 节 EEPROM 的 数 据 。 如 果 DS18B20不 使 用 报 警 检 查 指 令 ， 这 些 寄 存 器 可 作 为 一 般 的 用 户 记 忆 用 途 。 在 片 上 还 载有 配 置 字 节 以 理 想 的 解 决 温 度 数 字 转 换 。 写 TH,TL 指 令 以 及 配 置 字 节 利 用一 个 记 忆 功 能 的 指 令 完 成 。 通 过 缓 存 器 读 寄 存 器 。 所 有 数 据 的 读 ， 写 都 是 从

12、最 低 位 开 始 。 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

13、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 4.3.1 DS18B20 的 管 脚 排 列 如 图 4.4 所 示 。 图 4.4DS18B20 的 管 脚 排 列 如 图 DS18B20 内

14、 部 结 构 主 要 由 四 部 分 组 成 ： 64 位 光 刻 ROM， 温 度 传 感 器 ， 温度 报 警 触 发 器 TH 和 TL,配 置 寄 存 器 。 DS18B20 内 部 结 构 图 如 图 4.5 所 示 。 图 4.5 DS18B20 内 部 结 构 图 4.3.2 存 储 器 DS18B20 的 存 储 器 包 括 高 速 暂 存 器 RAM 和 可 电 擦 除 RAM， 可 电 擦 除 RAM又 包 括 温 度 触 发 器 TH 和 TL， 以 及 一 个 配 置 寄 存 器 。 存 储 器 能 完 整 的 确 定 一线 端 口 的 通 讯 ， 数 字 开 始 用

15、写 寄 存 器 的 命 令 写 进 寄 存 器 ， 接 着 也 可 以 用 读 寄存 器 的 命 令 来 确 认 这 些 数 字 。 当 确 认 以 后 就 可 以 用 复 制 寄 存 器 的 命 令 来 将 这些 数 字 转 移 到 可 电 擦 除 RAM 中 。 当 修 改 过 寄 存 器 中 的 数 时 ， 这 个 过 程 能 确 保数 字 的 完 整 性 。 高 速 暂 存 器 RAM 是 由 8 个 字 节 的 存 储 器 组 成 ； 第 一 和 第 二 个 字 节 是 温 度的 显 示 位 。 第 三 和 第 四 个 字 节 是 复 制 TH 和 TL， 同 时 第 三 和 第 四

16、 个 字 节 的 数字 可 以 更 新 ； 第 五 个 字 节 是 复 制 配 置 寄 存 器 ， 同 时 第 五 个 字 节 的 数 字 可 以 更新 ； 六 、 七 、 八 三 个 字 节 是 计 算 机 自 身 使 用 。 用 读 寄 存 器 的 命 令 能 读 出 第 九个 字 节 ， 这 个 字 节 是 对 前 面 的 八 个 字 节 进 行 校 验 。 存 储 器 的 结 构 图 如 图4.6 所 示 。 图 4.6 存 储 器 的 结 构 图 4.3.3 64-位 光 刻 ROM 64 位 光 刻 ROM 的 前 8 位 是 DS18B20 的 自 身 代 码 ， 接 下 来 的

17、 48 位 为 连续 的 数 字 代 码 ， 最 后 的 8 位 是 对 前 56 位 的 CRC 校 验 。 64-位 的 光 刻 ROM 又包 括 5 个 ROM 的 功 能 命 令 ： 读 ROM， 匹 配 ROM， 跳 跃 ROM， 查 找 ROM 和 报 警查 找 。 64-位 光 刻 ROM 的 结 构 图 如 图 4.7 所 示 。 图 4.7 位 64-位 光 刻 ROM 的 结 构 图 4.3.4 DS18B20 外 部 电 源 的 连 接 方 式 DS18B20 可 以 使 用 外 部 电 源 VDD， 也 可 以 使 用 内 部 的 寄 生 电 源 。 当 VDD端 口

18、接 3.0V5.5V 的 电 压 时 是 使 用 外 部 电 源 ； 当 VDD 端 口 接 地 时 使 用 了 内部 的 寄 生 电 源 。 无 论 是 内 部 寄 生 电 源 还 是 外 部 供 电 ， I/O 口 线 要 接 5K 左右 的 上 拉 电 阻 。 连 接 图 如 图 4.8、 图 4.9 所 示 。 图 4.8 使 用 寄 生 电 源 的 连 接 图 图 4.9 外 接 电 源 的 连 接 图 4.3.4 DS18B20 温 度 处 理 过 程 4.3.4.1 配 置 寄 存 器 配 置 寄 存 器 是 配 置 不 同 的 位 数 来 确 定 温 度 和 数 字 的 转 化

19、 。 配 置 寄 存 器 的结 构 图 如 图 4.10 所 示 。 图 4.10 配 置 寄 存 器 的 结 构 图 由 图 4.9 可 以 知 道 R1， R0 是 温 度 的 决 定 位 ， 由 R1， R0 的 不 同 组 合 可以 配 置 为 9 位 ， 10 位 ， 11 位 ， 12 位 的 温 度 显 示 。 这 样 就 可 以 知 道 不 同 的 温度 转 化 位 所 对 应 的 转 化 时 间 ， 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 。 温 度 的 决 定 配 置 图 如

20、 图 8 所示 。 图 4.11 温 度 的 决 定 配 置 图 4.3.4.2 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 ，

21、温度 的 关 系 图 如 图 4.12 所 示 。 图 4.12 为 温 度 的 关 系 图 4.3.4.3 DS18B20 控 制 方 法 DS18B20 有 六 条 控 制 命 令 ， 如 表 4.1 所 示 ： 表 4.1 为 DS18B20 有 六 条 控 制 命 令 指 令 约 定 代 码 操 作 说 明 温 度 转 换 44H 启 动 DS18B20 进 行 温 度 转 换 读 暂 存 器 BEH 读 暂 存 器 9 个 字 节 内 容 写 暂 存 器 4EH 将 数 据 写 入 暂 存 器 的 TH、 TL 字 节 复 制 暂 存 器 48H 把 暂 存 器 的 TH、 TL 字

22、 节 写 到 E2RAM 中 重 新 调 E2RAM B8H 把 E2RAM 中 的 TH、 TL 字 节 写 到 暂 存 器 TH、 TL 字 节 读 电 源 供 电 方 式 B4H 启 动 DS18B20 发 送 电 源 供 电 方 式 的 信 号 给 主 CPU 4.3.4.4 DS18B20 的 初 始 化 （ 1） 先 将 数 据 线 置 高 电 平 “1”。 （ 2） 延 时 （ 该 时 间 要 求 的 不 是 很 严 格 ， 但 是 尽 可 能 的 短 一 点 ） （ 3） 数 据 线 拉 到 低 电 平 “0”。 （ 4） 延 时 750 微 秒 （ 该 时 间 的 时 间 范

23、 围 可 以 从 480 到 960 微 秒 ） 。 （ 5） 数 据 线 拉 到 高 电 平 “1”。 （ 6） 延 时 等 待 （ 如 果 初 始 化 成 功 则 在 15 到 60 毫 秒 时 间 之 内 产 生 一个 由 DS18B20 所 返 回 的 低 电 平 “0”。 据 该 状 态 可 以 来 确 定 它 的 存 在 ， 但 是应 注 意 不 能 无 限 的 进 行 等 待 ， 不 然 会 使 程 序 进 入 死 循 环 ， 所 以 要 进 行 超 时 控制 ） 。 （ 7） 若 CPU 读 到 了 数 据 线 上 的 低 电 平 “0”后 ， 还 要 做 延 时 ， 其 延

24、时的 时 间 从 发 出 的 高 电 平 算 起 （ 第 （ 5） 步 的 时 间 算 起 ） 最 少 要 480 微 秒 。 （ 8） 将 数 据 线 再 次 拉 高 到 高 电 平 “1”后 结 束 。 其 时 序 如 图 4.13 所 示 ： 图 4.13 初 始 化 时 序 图 4.3.4.5 DS18B20 的 写 操 作 （ 1） 数 据 线 先 置 低 电 平 “0”。 （ 2） 延 时 确 定 的 时 间 为 15 微 秒 。 （ 3） 按 从 低 位 到 高 位 的 顺 序 发 送 字 节 （ 一 次 只 发 送 一 位 ） 。 （ 4） 延 时 时 间 为 45 微 秒 。

25、 （ 5） 将 数 据 线 拉 到 高 电 平 。 （ 6） 重 复 上 （ 1） 到 （ 6） 的 操 作 直 到 所 有 的 字 节 全 部 发 送 完 为 止 。 （ 7） 最 后 将 数 据 线 拉 高 。 DS18B20 的 写 操 作 时 序 图 如 图 4.14 所 示 。 图 4.14 DS18B20 的 写 操 作 时 序 图 4.3.4.6 DS18B20 的 读 操 作 （ 1） 将 数 据 线 拉 高 “1”。 （ 2） 延 时 2 微 秒 。 （ 3） 将 数 据 线 拉 低 “0”。 （ 4） 延 时 15 微 秒 。 （ 5） 将 数 据 线 拉 高 “1”。 （

26、 6） 延 时 15 微 秒 。 （ 7） 读 数 据 线 的 状 态 得 到 1 个 状 态 位 ， 并 进 行 数 据 处 理 。 （ 8） 延 时 30 微 秒 。 DS18B20 的 读 操 作 时 序 图 如 图 4.15 所 示 。 图 1.15 DS18B20 的 读 操 作 图 数 字 温 度 传 感 器 DS18B20 介 绍 1、 DS18B20 的 主 要 特 性 1.1、 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 1.2、 独 特 的 单 线 接 口 方 式 ， DS18B20

27、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 1.3、 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 1.4、 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 1.5、 温 范 围 55 125 ， 在 -10 +85 时 精 度 为 0.5 1.6、 可 编 程 的 分

28、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 1.7、 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 1.8、 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 1.9、

29、 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 。 2、 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

30、 接 供 电 电 源 输 入 端 （ 在 寄 生 电 源 接 线 方 式 时 接 地 ） 。 图 2： DS18B20 内 部 结 构 图 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

31、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

32、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 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

33、 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

34、 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

35、 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 。 表 2: DS18B20 温 度 数 据 表 （ 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

36、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 3： 配 置 寄 存 器 结 构 TM R1 R0 1 1 1 1 1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

37、 下 表 所 示 ： （ DS18B20 出 厂 时 被 设 置 为 12 位 ）表 4： 温 度 分 辨 率 设 置 表 R1 R0 分辨率 温度最大转换时间0 0 9 位 93.75ms 0 1 10 位 187.5ms 1 0 11 位 375ms 1 1 12 位 750ms 4、 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

38、。 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 。 表 5： DS18B20 暂 存 寄 存 器 分 布 寄存器内容 字节地址温度值低位 （LS Byte） 0温度值高位 （MS Byt

39、e） 1高温限值（TH） 2低温限值（TL） 3配置寄存器 4保留 5保留 6保留 7CRC 校验值 8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DS

40、18B20 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 。 表 6： ROM 指 令 表 指 令 约定代码功 能读 ROM 33H 读 DS1820 温度传感器 ROM 中的编码（即 64 位地址） 符合 ROM 55H 发出此命令之后，接着发出 64 位 ROM 编码，访问单总线上与该编码相对应的 DS1820 使之作出响应，为下一步对该 DS1820 的读写作准备。 搜索 ROM 0FOH 用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和识别 64 位 ROM

41、 地址。为操作各器件作好准备。 跳过 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 发温度变换命令。适用于单片工作。 告警搜索命令 0ECH 执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。 表 6： RAM 指 令 表 指 令 约定代码功 能温度变换 44H 启动 DS1820 进行温度转换，12 位转换时最长为 750ms（9 位为 93.75ms）。结果存入内部 9 字节 RAM 中。 读暂存器 0BEH 读内部 RAM 中 9 字节的内容 写暂存器 4EH 发出向内部 RAM 的 3、4 字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。 复制

42、暂存器 48H 将 RAM 中第 3 、4 字节的内容复制到 EEPROM 中。 重调 EEPROM 0B8H 将 EEPROM 中内容恢复到 RAM 中的第 3 、4 字节。 读供电方式 0B4H 读 DS1820 的供电模式。寄生供电时 DS1820 发送“ 0 ”，外接电源供电 DS1820 发送“ 1 ”。 5、 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 ：

43、5.1、 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）

44、 可 以 在 没 有 常 规 电 源 的 条 件 下 读 取 ROM 3） 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

45、 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 。 图 4图 4 5.2、 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

46、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 10 S 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

47、 线 进 行 强 上 拉 切 换 。 图 5图 5 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 5.3、 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

48、 统 。 注 意 ： 在 外 部 供 电 的 方 式 下 ，DS18B20 的 GND 引 脚 不 能 悬 空 ， 否 则 不 能 转 换 温 度 ， 读 取 的 温 度 总 是85 。 图 6： 外 部 供 电 方 式 单 点 测 温 电 路 图 6图 7： 外 部 供 电 方 式 的 多 点 测 温 电 路 图 图 7外 部 电 源 供 电 方 式 是 DS18B20 最 佳 的 工 作 方 式 ， 工 作 稳 定 可 靠 ， 抗 干 扰能 力 强 ， 而 且 电 路 也 比 较 简 单 ， 可 以 开 发 出 稳 定 可 靠 的 多 点 温 度 监 控 系 统 。站 长 推 荐 大 家

49、在 开 发 中 使 用 外 部 电 源 供 电 方 式 ， 毕 竟 比 寄 生 电 源 方 式 只 多 接一 根 VCC 引 线 。 在 外 接 电 源 方 式 下 ， 可 以 充 分 发 挥 DS18B20 宽 电 源 电 压 范围 的 优 点 ， 即 使 电 源 电 压 VCC 降 到 3V 时 ， 依 然 能 够 保 证 温 度 量 精 度 。 6、 DS1820 使 用 中 注 意 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 ： 6.1、 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 D