单线数字温度传感器DS18B20的原理与应用

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1、单线数字温度传感器DS18B20的原理与应用摘耍：介绍单线数字温度传感器DS1820的特性及工作原理，给出了DS1820与89C51单片机接口的应用实例，以及由DS1820组成温度检测系统的方法，并给出了对DS1820进行各种操作的软件流程图。关键词：单线制（1-Wirc）时隙A/D变换美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS1820,可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。由于每片DS1820含有唯一的硅串行数所以在一条总线上可挂接任意多个DS1820芯片。从DS1820读出的信息

2、或写入DS1820的信息，仅需要一根口线（单线接口）。读写及温度变换功率來源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS1820供电，而无需额外电源。DS1820捉供九位温度读数，构成多点温度检测系统而无需任何外围硕件。本文给出了DS1820与89C51单片机接口的应用实例和DS1820组成温度检测系统的方法，并给出了对DS1820进行各种操作的软件流程图。1DS1820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•测温范围为-55°C〜75°C,精度为0.5°C•九位温度

3、读数•A/D变换时间为200ms•用户自设定温度报警上下限，其值是非易失性的•报警搜索命令可识别哪片DS1820超温度限2DS1820引脚及功能DS1820的引脚见图1（PR35封装）。GXD：地；DQ：数据输入/输出脚（单线接口，可作寄生供电）；VDD：电源电压。USlx?ui3GNI)l)QVl)l)2图1DS1820的PR35封装3DS1820的工作原理DS1820的内部结构如图2所示。由图2可知，DS1820由三个主要数字器件组成：①64bit闪速ROM；②温度传感器;③非易失性温度报警触

4、发器TH和TLo64bit闪速ROM的结构如下：8bii检魏CRC48bit序列号8bilT厂代码(10H)MSBLSBMSBUSBMSBLSB它既可寄生供电也可由外部5V电源供电。在寄生供电情况下，当总线为高电平吋，DS1820从总线上获得能量并储存在内部电容上当总线为低电平吋，由电容向DS1820供电。DS1820的测温原理：内部计数器对一个受温度影响的振荡器的脉冲计数，低温吋振荡器的脉冲可以通过门电路，而当到达某一•设置高温吋振荡器的脉冲无法通过门电路。计数器设置为-55°C时的值，如果计数

5、器到达0之前，门电路未关闭，则温度寄存器的值将增加，这表示当前温度高于-55°Co同时，计数器复位在当前温度值上，电路对振荡器的温度系数进行补偿，计数器重新开始计数直到冋零。如果门电路仍然未关闭，则重复以上过程。温度表示值为9bit,高位为符号位，其结构如下：1001110LSBMSB□□符号位此数代表-25°C对DS1820的使用，多采用单片机实现数据采集。处理吋，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。系统对DS1820的操作以ROM命

6、令和存储器命令形式出现。3.1R0M命令代码及其含义-READROM命令代码［33H］：如果只冇一片DS1820,可用此命令读出其序列号，若在线DS1820多于一个，将发生冲突。•MATCHROM命令代码［55H］：多个DS1820在线时，可用此命令匹配一个给定序列号的DS1820,此后的命令就针对该DS1820o-SKTPROM命令代码［CCH］：此命令执行后的存储器操作将针对在线的所冇DS1820o•SEARCHRDH命令代码［FOH］：用以读出在线的DS1820的序列号。•ALARMSEAR

7、CH命令代码［ECH］：当温度值高于TH或低于TL中的数值吋，此命令可以读出报警的DS1820o3.2存储器操作命令代码及其含义-WRTTESCRATCHPAD命令代码［4EH］：写两个字节的数据到温度寄存器。•READSCRATCHPAD命令代码［BEH］:读取温度寄存器的温度值。-COPYSCRATCHPAD命令代码［48H］：将温度寄存器的数值拷贝到EERAM屮，保证温度值不丢失。•CONVERT命令代码［44H］：启动在线DS1280做温度A/D转换。-RECALLEE命令代码［B8H］：

8、将EERAM中的数值拷贝到温度寄存器中。•READPOWERSUPPLY命令代码［B4II］：在本命令送到DS1280Z后的每一个读数据间隙，指出电源模式：“0”为寄生电源；“1”为外部电源。DS1820单线通信功能是分吋完成的，它有严格的吋隙概念。因此系统对DS1820的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化DS1820(发复位脉冲)一发ROM功能命令一发存储器操作命令一处理数据。各种操作的时序图如图3和图4所示。4温度检测系统原理及程序流程图温度检测系统原理图如图5所示，采