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1、18B20温度传感器应用解析DoYoung 顶创V2.0 2007.3.16深圳市安特凌科技有限公司深圳市安特凌科技有限公司 销售体线：0755-82516065 http:/ Email：18B20温度传感器应用解析18B20温度传感器应用解析DS18B20深圳市安特凌科技有限公司销售热线：0755-82516065h ttp：/www. a terlln comEmall：18B20温度传感器应用解析DoYoung 原创J温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS （达拉斯）公司生产的DS18B20温度传感 器当仁不让超小的体积，超低的硬件开消.抗干扰能力强.精度高
2、附加功能强.使得DS18B20更受欢迎对于我 们普通的电子爱好者来说，DS18B20的优势更是我们学习单片机技术和开发温度相关的小产品的不二选择。了解其工 作原理和应用可以拓宽您对单片机开发的思路DS18B20的主要特征： 全数字温度转换及输出。 先进的单总线数据通信。 最高12位分辨率，精度可达土 0.5摄氏度. 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。 可选择寄生工作方式。 检测温度范围为 55 C+125 C（-67 F-+257。F） 内萱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 多样封装形式，适应不同硬件系统,DS18B20芯片封装结构:DQ O
3、 NC NCZ)NCGNDS-Pin 150mil SO(DS18B20Z)(BOTTOM VIEW)DQ 1_【O 亠8NC U2 S3 7NC 口GND I|45】VqdNCNCNCS-Pin OP(DS1SB20U)doyoung深圳市安特凌科技有限公司销售热线：0755-82516065h ttp：/www. a terlln comEmall：18B20温度传感器应用解析DoYoung 原创doyoung深圳市安特凌科技有限公司销售热线：0755-82516065h ttp：/www. a terlln comEmall：18B20温度传感器应用解析DoYoung 原创TO-92 (
4、DS18B20)DS18B20引脚功能： GND电压地DQ单数据总线VDD电源电压NC空引脚doyoung深圳市安特凌科技有限公司销售热线：0755-82516065h ttp：/www. a terlln comEmall：18B20温度传感器应用解析DoYoung 原创doyoung深圳市安特凌科技有限公司销售热线：0755-82516065h ttp：/www. a terlln comEmall：18B20温度传感器应用解析DoYoung 原创DS18B20工作原理及应用：DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成干一个芯片之上.从而抗干扰力更强。其一个工作周 期可分为两个部分，即温
5、度检测和数据处理在讲解其工作流程之前我们有必要了解18B20的内 部存储器资源。18B20共有三种形态的存储器资源，它们分别是：ROM 只读存储器，用于存放DS18B20ID编码.其前8位是单线系列编码（DS18B20的编码是19H）,后面48位是芯片唯一的序列号，最后8位是以上56的位的CRC码（冗余校验）。数据在 出产时设萱不由用户更改。DS18B20共64位ROM,RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20共9个字节RAM, 每个字节为8位。第1、2个字节是温度转换后的数据值信息，第3、4个字节是用户EEPROM常 用于温度报警值储存）的镜像在上电复位时
6、其值将被刷新。第5个字节则是用户第3个EEPROM 的镜像，第6、7、8个字节为计数寄存器.是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的.同样 也是内部温度转换、计算的暫存单元。第9个字节为前8个字节的CRC码。EEPROM 非易失性 记忆体用于存放长期需要保存的数据上下限温度报警值和校验数据.DS18B20共3位EEPROM. 并在RAM都存在镜像，以方便用户操作。RAM及EEPROM结构图：byte 0byte 1byte 2byte 3byte 4byte 5byte 6byte 7byte 8SCRATCHPAD (Power-up State)Temperature LSB (50h)砂
7、疋)Temperature MSB (05h) JTh Register or User Byte 1 *VTl Register 01 User Byte 2*vC onfisniration Resister*Reserved (FFh)Reserved (OCh)Reserved (1011)CRC*Povei-up state depends on value(s) stored in EEPROMEEPROMTh Register or User Byte 1Tl Register or User Byte 2Configuration Register我们在每一次读温度之前都必须进
8、行复杂的且精准时序的处理，因为DS18B20的硬件简单结果就 会导致软件的巨大开消，也是尽力减少有形资产转化为无形资产的投入.是一种较好的节约之道控制器对18B20操作流程：:L 复位：首先我们必须对DS18B20芯片进行复位，复位就是由控制器（单片机）给DS18B20 单总线至少480US的低电平信号当18B20接到此复位信号后则会在1560uS后回发一个芯片 的存在脉冲。2, 存在脉冲：在复位电平结束之后，控制器应该将数据单总线拉高,以便于在15-60US后接 收存在脉冲.存在脉冲为一个60240uS的低电平信号至此.通信双方已经达成了基本的协议, 接下来将会是控制器与18B20间的数据通
9、信。如果复位低电平的时间不足或是单总线的电路断路 都不会接到存在脉冲，在设计时要注意意外情况的控制器发送ROM指令：双方打完了招呼之后最要将进行交流了，ROM指令共有5条，每 一个工作周期只能发一条，ROM指令分别是读ROM数据、指定匹配芯片、跳跃ROM、芯片搜索. 报警芯片搜索。ROM指令为8位长度.功能是对片内的64位光刻ROM进行操作。其主要目的是 为了分辨一条总线上挂接的多个器件并作处理。诚然，单总线上可以同时挂接多个器件，并進过 每个器件上所独有的ID号来区别，一般只挂接单个18B20芯片时可以跳过ROM指令（注意：此 处指的跳过ROM指令并非不发送ROM指令，而是用特有的一条跳过指
10、令”）。ROM指令在下文 有详细的介绍。doyoung#/7深圳市安特凌科技有限公司销售热线：0755-82516065http:/Emall：18B20温度传感器应用解析DoYoung 原创4, 控制器发送存储器操作指令：在ROM指令发送给18B20之后.紧接着（不间断）就是发 送存储器操作指令了。操作指令同样为8位.共6条.存储器操作指令分别是写RAM数据、读 RAM数据、将RAM数据复制到EEPROM.温度转换、将EEPROM中的报警值复制到RAM、工作 方式切换，存储器操作指令的功能是命令18B20作什么样的工作，是芯片控制的关键.5. 执行或数据读写：一个存储器操作指令结束后则将进行
11、指令执行或数据的读写.这个操作 要视存储器操作指令而定。如执行温度转换指令则控制器（单片机）必须等待18B20执行其指令.一般转换时间为500US.如执行数据读写指令则需要严格遵循18B20的读写时序来操作。数据的 读写方法将有下文有详细介绍。若要读岀当前的温度数据我们需要执行两次工作周期，第一个周期为复位、跳过ROM指令、执行 温度转换存储器操作指令、等待500US温度转换时间。紧接着执行第二个周期为复位、跳过ROM 指令、执行读RAM的存储器操作指令、读数据（最多为9个字节中途可停止，只读简单温度值 则读前2个字节即可）。其它的操作流程也大同小异.在此不多介绍。DS18B20芯片与单片机的
12、接口:如图所示，DS18B20只需要接到控制器（单片机）的一个I/O 口上.由于单总线为开漏所以需要 外接一个4.7K的上拉电阻如要采用寄生工作方式，只要将VDD电源引脚与单总线并联即可。 但在程序设计中.寄生工作方式将会对总线的状态有一些特殊的要求。Micro-processorVpvDS18B20GND DQ VDD1V1-Wii e BusIo Other l-Wii e DevicesDS28B20芯片ROM指令表：Read ROM （读ROM） 33H（方括号中的为JL6进制的命令字）这个命令允许总线控制器读到DS18B20的64位ROM 只有当总线上只存在一个DS18B20的时 候
13、才可以使用此指令，如果挂接不只一个，当通信时将会发生数据冲突。Match ROM （指定匹配芯片）55H这个指令后面紧跟着由控制器发岀了 64位序列号，当总线上有多只DS18B20时，只有与控制发 出的序列号相同的芯片才可以做出反应，其它芯片将等待下一次复位.这条指令适应单芯片和多 芯片挂接。Skip ROM （跳跃 ROM 指令）CCH这条指令使芯片不对ROM编码做岀反应，在单总线的情况之下，为了节省时间则可以选用此指令。 如果在多芯片挂接时使用此指令将会岀现数据冲突，导致错误岀现Search ROM （搜索芯片）FOH在芯片初始化后，搜索指令允许总线上挂接多芯片时用排除法识别所有器件的64
14、位ROM-Alarm Search （报警芯片捜索）ECH在多芯片挂接的情况下，报警芯片捜索指令只对附合温度高于TH或小于TL报警条件的芯片做出 反应只要芯片不掉电，报警状态将被保持，直到再一次测得温度什达不到报警条件为止。DS28B20芯片存储器操作指令表：Write Scratchpad （向 RAM 中写数据）【4EH这是向RAM中写入数据的指令，随后写入的两个字节的数据将会被存到地址2（报警RAM之TH） 和地址3 （报警RAM之TL）。写入过程中可以用复位信号中止写入。Read Scratchpad （从 RAM 中读数据）BEH此指令将从RAM中读数据，读地址从地址0开始，一直可以读到地址9,完成整个RAM数据的 读出。芯片允许在读过程中用复位信号中止读取，即可以不读后面不需要的字节以减少读取时间.Copy Scratchpad （将 RAM 数据复制
