DS18B20的结构Word格式文档下载.doc

1、内置EEPROM,限温报警功能64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接多样式封装形式，适应不同硬件系统图（2-1）DS18B20引脚功能说明：如表（2-2）引脚功能GND电压地DQ单数据总线VDD电源电压NC空引脚内部结构功能图如图（2-3）2.3 DS18B20的工作原理及应用：DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成一个芯片之上，从而抗干扰能力更强，其一个工作周期可分为两个部分：温度检测与数据处理。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

2、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

3、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。DS18B20温度值格式表这是12位转化

4、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 。表2-4: DS18B20温度数据表表2-4（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

5、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2-5： 配置寄存器结构TMR1R01表2-5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）如表2-6： 温度分辨率设置表 :分辨率温度最大转化时9位93.75ms10位187.5ms11位375ms12位750ms表2-64、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

6、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。表2-7：DS18B20暂存寄存器分布寄存器内容字节地址温度值低位温度值高位高温限2低温限值3配置寄存器4保留567CRC校验值8表2-7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

7、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1660微秒左右，后发出60240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。如表2-8： ROM指令表指令约定代码读ROM33H读ds18b20温度传感器ROM中的编码（即64位地址）符合ROM55H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ROM0FOH用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和识别 64 位 ROM 地址

8、。为操作各器件作好准备。跳过ROM0CCH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2-8如表2-9： RAM指令表指 令功 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复制暂存器48H将RAM中第3 、4字节的内容复制到EEPROM中重调 EEPROM0B8H将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3 、4字节。读供电方式0B4H读DS182

9、0的供电模式。寄生供电时DS1820发送“ 0 ”，外接电源供电 DS1820发送“ 1 ”。表2-92.4DS18B20的结构DS18B20温度传感器的引脚有三个接口：一个接地口，一个电源电压接口（采用电源方式供电），一个单数据总线和单片机的一个I/O口连接。图2-10二DS18B20的工作原理DS18B20测温时，计数门打开，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在 -55 所对应的一个基数值。减法计数器1

10、对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器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。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值，所测出的温度通过I/O口则传送到1602液晶上显示出当前的温度。当温度发生变化时，则对应的所测温度同样的在液晶上显示出来。三DS18B20的外部电路图连接（如图2-11）图2-12