一线数字温计DSB及应用.doc

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1、第十四章一线数字温度计DS18B20及应用DS18B20是DALLAS公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读取。可分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的温度数字量转换，从DS18B20读出信息或写入信息仅需要一根数据线。读写温度、变换功率可来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。DS18B20

2、的引脚图如图14-1所示。14.1DS18B20性能特点（1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接仅需要一条线即可实现双向通讯。（2）在使用中不需要任何外围元件；（3）可用数据线供电，电压范围：+3.0~+5.5V；（4）测温范围-55~+125℃，固有分辨率0.5℃；（5）通过编程可实现9~12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

3、工作。DS18B20其内部结构框图如图14-2所示，由64位光刻ROM及串行接口，温度传感器、高低温触发器、配置寄存器、8位CRC发生器、电源检测及寄生电容等各部分组成。64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它由8位产品系列号，48位产品序号和8位CRC编码组成，DS18B20的产品系列号均为28H，每个器件的48位产品序号各不相同，利用产品序号可以识别一线上的挂载的不同DS18B20器件。64位ROM和串线接口存储器和控制逻辑温度传感器高温触发器TH高温触发器TL配置寄存器高速缓存8位CRC发生器电源检测DQVDD

4、内部VDD图14-1DS18B20引脚图图14-2DS18B20内部结构框图14.2DSl820工作过程及时序DSl820工作过程中的协议如下:①初始化单总线上的所有处理均从初始化开始②ROM操作命令总线主机检测到DSl820的存在便可以发出ROM操作命令，ROM操作命令如表14-1所示。表14-1DS18B20的ROM操作命令指令代码ReadROM(读ROM)[33H]MatchROM(匹配ROM)[55H]SkipROM(跳过ROM][CCH]SearchROM(搜索ROM)[F0H]Alarmsearch(告

5、警搜索)[ECH]③存储器操作命令在执行ROM操作命令后执行存储器操作命令，存储器操作命令如表14-2所示。表14-2DS18B20的存储器操作命令指令代码WriteScratchpad(写暂存存储器)[4EH]ReadScratchpad(读暂存存储器)[BEH]CopyScratchpad(复制暂存存储器)[48H]ConvertTemperature(温度变换)[44H]RecallEPROM(重新调出)[B8H]ReadPowersupply(读电源)[B4H]DS18B20高速暂存器共9个存储单元，其中序

6、号为0和1的两个存储单元以补码的形式存放温度数字量。在12位转化情况下温度高低字节存放形式及如表14-3所示。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才能得到实际温度。表14-3DS18B20温度的高低字节存放低8位TL232221202-12-22-32-4高8位THSSSSS2625240R1R011111表14-4DS18B20配置寄存器DS18B20的转换精度为9位到1

7、2位可设定，必须通过暂存器序号为4的配置寄存器进行设置，配置寄存器的各位如表14-4所示。当R1R0=11时最高转换精度为12位分辨率，这时完成一次温度数字转换需要750ms的时间。在12位分辨率下温度-数字量输出的关系表如表14-5所示。表14-5温度-数据关系表表14-6温度分辨率和最大转换时间关系表DS18B20的温度转换时间与分辨率相关，当温度转换的分辨率越高，转换需要的时间越长，其关系表如表14-6所示。在12位分辨率下，最大转换时间需要750ms，而在9位分辨率下，最大转换时间只需93.75ms。14.

8、3应用实例-8051单片机与DS18B20构成的温度计DS18B20一线温度传感器具有接口简单，测量精度高等优点，广泛的应用到工业、仪器仪表、医疗电器等各个领域，下面的应用实例以8051单片机作为控制芯片，读取DS18B20的温度值，并通过2位数码管显示被测对象的温度值。系统的结构框图如图14-3所示。图14-38051单片机与DS18B20测温系统框图下面