数字温度传感器DS18B20中文资料
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达拉斯DS18B20半导体可编程分辨率的单总线®数字温度计特征引脚排列l独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯l每个器件有唯一的64位的序列号存储在内部存储器中l简单的多点分布式测温应用l无需外部器件l可通过数据线供电。
供电范围为3.0V到5.5V。
l测温范围为-55~+125℃(-67~+257℉)l在-10~+85℃范围内精确度为±5℃l温度计分辨率可以被使用者选择为9~12位l最多在750ms内将温度转换为12位数字l用户可定义的非易失性温度报警设置l报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件l与DS1822兼容的软件l应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统引脚说明GND -地DQ -数据I/OVDD -可选电源电压NC -无连接说明DS18B20数字温度计提供9-12位摄氏温度测量而且有一个由高低电平触发的可编程的不因电源消失而改变的报警功能。
DS18B20通过一个单线接口发送或接受信息,因此在中央处理器和DS18B20之间仅需一条连接线(加上地线)。
它的测温范围为-55~+125℃,并且在-10~+85℃精度为±5℃。
除此之外,DS18B20能直接从单线通讯线上汲取能量,除去了对外部电源的需求。
每个DS18B20都有一个独特的64位序列号,从而允许多只DS18B20同时连在一根单线总线上;因此,很简单就可以用一个微控制器去控制很多覆盖在一大片区域的DS18B20。
这一特性在HVAC环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。
详细的引脚说明表18引脚SOIC封装* TO-9封装符号说明5 1 GND 接地。
4 2 DQ 数据输入/输出引脚。
对于单线操作:漏极开路。
当工作在寄生电源模式时用来提供电源(建“寄生电源”节)。
3 3 VDD 可选的VDD引脚。
工作与寄生电源模式时VDD必须接地。
*所有上表未提及的引脚都无连接。
DS18B20中文资料DS18B20是一种数字温度传感器,采用单总线数据传输协议进行通信。
它能够高精度地测量环境温度,并且具有体积小、价格低廉、使用方便等特点。
本文将介绍DS18B20传感器的原理、特性以及应用场景。
一、传感器原理DS18B20传感器采用基于硅的温度传感技术。
其内部集成了温度传感器、模数转换器等电路,以及一组ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)。
传感器通过感应环境温度引起的半导体温度变化,将温度值转换为数字信号输出。
二、传感器特性1. 高精度:DS18B20传感器具有最高精度为±0.5°C的温度测量能力,适用于对于精度要求较高的应用场景。
2. 大量程:传感器可在-55°C至+125°C的温度范围内进行测量,适用于广泛的温度监测需求。
3. 单总线接口:传感器采用单总线接口进行数据传输,仅需要一根数据线,方便集成和使用。
4. 低功耗:传感器工作时的电源电压范围为3V至5.5V,具有低功耗的特点,适用于需要长时间连续监测温度的场景。
5. 独特的硬件地址:每个DS18B20传感器都有一个独特的64位硬件地址,可以通过该地址进行单独的识别和通信。
三、传感器应用由于DS18B20传感器具有小巧、精确、方便等特点,因此在很多领域得到了广泛应用。
1. 温度监测系统:传感器可以应用于各种温度监测系统,如气象站、冷链物流、温度报警器等。
通过使用多个DS18B20传感器,可以实现对不同位置的温度进行监测和记录。
2. 温度控制系统:传感器可以用于控制温度的系统,例如恒温器、温室控制系统等。
通过实时监测环境温度,并根据需求进行温度控制,可以提供更舒适的生活和工作环境。
3. 工业自动化:在工业环境中,温度监测也是很重要的一项任务。
DS18B20传感器可以与PLC、SCADA等系统集成,用于工业自动化控制和监测。
4. 物联网应用:随着物联网的发展,温度传感器在物联网应用中的需求越来越大。
第14章DS18B2014.1概念.这一章是关于DS18B20实时温度传感器。
相信有学过c51单片机的朋友都对他不陌生吧。
我恰恰也学习过,不过当初并没有掌握好。
学习板搭配的DS18B20,一般上给人的感觉有点像三极管,其实DS18B20的内部结构与原理也挺猥琐的,但是我们使用也是为了实现温度传感的功能而已,基本上不会介绍过度深入。
14.2DS18B20介绍DS18B20有三只引脚,VCC,DQ,和VDD。
而HJ-2G板子上,采用了外部供电的链接方式,而总线必须链接上拉电阻。
这一目的告诉我们,一线总线在空置状态时,都是一直处于高电平。
DS18B20的内部有64位的ROM单元,和9字节的暂存器单元。
64位ROM包含了,DS18B20唯一的序列号(唯一的名字)。
以上是内部9个字节的暂存单元(包括EEPROM)。
字节0~1是转换好的温度。
字节2~3是用户用来设置最高报警和最低报警值。
这个可以用软件来实现。
字节4是用来配置转换精度,9~12位。
字节5~8就不用看了。
14.3字节0~1:转换好的温度DS18B20的温度操作是使用16位,也就是说分辨率是0.0625。
BIT15~BIT11是符号位,为了就是表示转换的值是正数还是负数。
看看数据手册给出的例子吧。
要求出正数的十进制值,必须将读取到的LSB字节,MSB字节进行整合处理,然后乘以0.0625即可。
Eg:假设从,字节0读取到0xD0赋值于Temp1,而字节1读取到0x07赋值于Temp2,然后求出十进制值。
unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;Temp1=0xD0;//低八位Temp2=0x07;//高八位Temperature=((Temp2<<8)|Temp1)*0.0625;//又或者Temperature=(Temp1+Temp2*256)*0.0625;//Temperature=125在这里我们遇见了一个问题,就是如何求出负数的值呢?很遗憾的,单片机不像人脑那样会心算,我们必须判断BIT11~15是否是1,然后人为置一负数标志。
ds18b20中文资料介绍DS18B20是一种数字温度传感器,由Maxim Integrated公司设计和制造。
它采用单总线接口和独特的数字编码技术,可直接测量环境温度。
DS18B20的小尺寸、低功耗和数字接口使其成为智能设备、电子设备和工业自动化等领域中广泛应用的理想选择。
特点1.单总线接口:DS18B20通过单一的总线进行数据传输和通信。
这种设计简化了电路连接,降低了硬件成本。
2.数字编码技术:DS18B20使用独特的数字编码技术将温度信息转换为12位二进制数据。
这种方式大大提高了测量的准确性和稳定性。
3.多种封装:DS18B20可提供不同的封装形式,包括TO-92,SOT-223和TDFN等,以适应不同的应用场景。
4.宽工作温度范围:DS18B20可在-55°C至+125°C的温度范围内工作,适应各种极端环境。
5.低功耗:DS18B20在测量温度时,功耗非常低,这对于电池供电的应用非常重要。
电气特性DS18B20的电气特性如下:•输入电压:3V至5.5V•测量范围:-55°C至+125°C•分辨率:可配置为9到12位•精度:±0.5°C(-10°C至+85°C范围内)•电流消耗:750μA(测量),千分之一微安(静态)•输出模式:数字•温度转换时间:750ms至10ms,取决于分辨率•封装形式:TO-92、SOT-223、TDFN等应用DS18B20广泛应用于以下领域:1.温度监控系统:DS18B20可以用于实时监测环境温度,例如室内温度、水温、土壤温度等。
这在农业、工业和家庭自动化等领域非常有用。
2.智能家居:DS18B20可用于智能恒温控制系统,通过检测室内温度并自动调节暖气、空调等设备,提供舒适的居住环境。
3.电子设备:DS18B20可用于电子设备的温度监测和保护。
例如,当电子元件过热时,可以触发警报或自动关闭设备以防止损坏。
分辨率可编程单总线数字温度传感器——DS18B20 特征:独特单总线接口,只需要一个端口引脚线即可实现通信每个器件的片上ROM 有一个独特64 位串行码存储多点能力使分布式温度检测应用得到简化不需要外围元件能用数据线供电,供电的范围3.0V~5.5V测量温度的范围:-55℃~+125℃(-67℉~+257℉)从-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃温度传感器分别率由用户从9-12 位中选择在750ms 内把温度转换为12 位数字字(最大值)用户可定义,非易失性温度告警设置告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件(温度告警情况)可采用8 引脚SO(150mil)、8 引脚µSOP 和3 引脚TO-92 封装软件兼容DS1822 器件应用范围包括:恒温控制、工业系统、消费类产品、温度计和任何的热敏系统图1 DS18B20 引脚排列图引脚说明:GND—地DQ—数字输入输出VDD—供电电压NC—空连接一般说明:DS18B20 数字温度传感器提供9~12 位摄氏温度的测量,拥有非易失性用户可编程最高与最低触发点告警功能。
DS18B20 通过单总线实现通信,单总线通常是DS18B20 连接。
它能够感应温度的范围为-55℃~+125℃,在-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃,而且DS18B20 可以直接从数据线上获取供电(寄生电源)而不需要一个额外的外部电源。
因为每个DS18B20 拥有一个独特的64 序列号,因此它允许多个DS18B20 在一条单总线上,所以很方便使用一个微控制器来控制多个分布在较大范围内的DS18B20。
受益于这一特性的应用包括HAVC 环境控制、建筑物、设备和机械内的温度监测、以及过程监测和控制过程的温度监测。
图2注意: A "+"符号在封装上也标有。
订购信息表1S O* µSOP * TO-924 4 15 1 23 8 3DS18B20 详细引脚说明号符明说GND 地当脚引线总单路开,脚引出输入输据数,DQ 生寄见(供件器给时式模源电生寄用使电)分部源电VDD 选可下式模作操源电生寄在脚引,VDDVDD 地接须必* 表中所有未列出的引脚都是NC(空接)概述:方框图3 给出了表一所描述的DS18B20 的主要引脚连接。
DS18B20中文资料在现代电子技术领域,温度测量是一项非常重要的任务。
而DS18B20 作为一款常用的数字温度传感器,以其出色的性能和简单的接口,在各种温度测量应用中得到了广泛的应用。
DS18B20 是由美国达拉斯半导体公司(Dallas Semiconductor)推出的一款单线数字温度传感器。
它具有体积小、硬件开销低、抗干扰能力强、精度高等优点。
从外观上看,DS18B20 通常采用小型的TO-92 封装或者SOP 封装,这使得它能够轻松集成到各种电路中,占用极小的空间。
在性能方面,DS18B20 的测量范围非常广泛,从-55℃到+125℃,能够满足大多数实际应用场景的温度测量需求。
其测量精度在-10℃到+85℃范围内可达到 ±05℃,这对于很多对温度精度要求较高的场合来说,是非常出色的表现。
DS18B20 之所以能够在众多温度传感器中脱颖而出,很大程度上得益于其独特的单线接口。
这意味着它只需要一根数据线就可以与微控制器进行通信,大大简化了电路设计和布线工作。
在使用 DS18B20 进行温度测量时,首先需要将其正确连接到微控制器。
通常,将 DS18B20 的数据线连接到微控制器的一个通用输入输出引脚(GPIO)上。
然后,通过微控制器发送特定的指令来启动温度转换,并读取转换后的温度值。
DS18B20 的工作原理基于其内部的温度敏感元件和模数转换电路。
当接收到温度转换指令后,传感器内部的温度敏感元件会感知当前环境温度,并将其转换为对应的数字信号,然后通过单线接口传输给微控制器。
在编程方面,不同的微控制器平台可能会有一些差异,但基本的流程大致相同。
一般来说,需要先初始化单线接口,然后发送复位脉冲和搜索 ROM 指令来识别总线上的 DS18B20 设备。
接着,发送启动温度转换指令,并等待转换完成。
最后,读取转换后的温度数据,并进行相应的处理和显示。
为了确保测量的准确性和稳定性,在实际应用中还需要注意一些问题。
DS18B20 单线温度传感器一.特征:●独特的单线接口,只需 1 个接口引脚即可通信●每个设备都有一个唯一的64位串行代码存储在光盘片上●多点能力使分布式温度检测应用得以简化●不需要外部部件●可以从数据线供电,电源电压范围为3。
0V至5.5V●测量范围从—55 ° C至+125 ° C(—67 ° F至257 ° F),从-10℃至+85 ° C的精度为0.5 °C●温度计分辨率是用户可选择的9至12位●转换12位数字的最长时间是750ms●用户可定义的非易失性的温度告警设置●告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件(温度告警情况)●采用8引脚SO(150mil),8引脚SOP和3引脚TO — 92封装●软件与DS1822兼容●应用范围包括恒温控制工业系统消费类产品温度计或任何热敏系统二.简介该DS18B20的数字温度计提供9至12位的摄氏温度测量,并具有与非易失性用户可编程上限和下限报警功能。
信息单线接口送入 DS1820 或从 DS1820 送出,因此按照定义只需要一条数据线(和地线)与中央微处理器进行通信.它的测温范围从-55 °C到 +125 ° C,其中从-10 °C至+85 °C可以精确到0。
5°C 。
此外,DS18B20可以从数据线直接供电(“寄生电源”),从而消除了供应需要一个外部电源。
每个 DS18B20 的有一个唯一的64位序列码,它允许多个DS18B20s的功能在同一1-巴士线。
因此,用一个微处理器控制大面积分布的许多DS18B20s是非常简单的。
此特性的应用范围包括 HVAC、环境控制、建筑物、设备或机械内的温度检测以及过程监视和控制系统。
三.综述64位ROM存储设备的独特序号。
存贮器包含2个字节的温度寄存器,它存储来自温度传感器的数字输出.此外,暂存器可以访问的1个字节的上下限温度告警触发器(TH和TL)和1个字节的配置寄存器。
3.2.2 AT89S52单片机介绍1. AT89S52的主要性能与MCS-51单片机产品兼容,8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、全静态操作:0Hz~33Hz 、三级加密程序存储器、 32个可编程I/O 口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。
2. AT89S52的功能特性AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能:8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
8 位微控制器8K 字节在系统可编程Flash AT89S52P0 口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。
程序校验时,需要外部上拉电阻。
18B20温度传感器应用解析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,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。
多样封装形式,适应不同硬件系统。
DS18B20芯片封装结构:DS18B20引脚功能:·GND 电压地·DQ 单数据总线·VDD 电源电压·NC 空引脚DS18B20工作原理及应用:DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上,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(DS18B 20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)。
数据在出产时设置不由用户更改。
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。
分辨率可编程单总线数字温度传感器——DS18B20 特征:独特单总线接口,只需要一个端口引脚线即可实现通信每个器件的片上ROM 有一个独特64 位串行码存储多点能力使分布式温度检测应用得到简化不需要外围元件能用数据线供电,供电的范围3.0V~5.5V测量温度的范围:-55℃~+125℃(-67℉~+257℉)从-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃温度传感器分别率由用户从9-12 位中选择在750ms 内把温度转换为12 位数字字(最大值)用户可定义,非易失性温度告警设置告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件(温度告警情况)可采用8 引脚SO(150mil)、8 引脚µSOP 和3 引脚TO-92 封装软件兼容DS1822 器件应用范围包括:恒温控制、工业系统、消费类产品、温度计和任何的热敏系统图1 DS18B20 引脚排列图引脚说明:GND—地DQ—数字输入输出VDD—供电电压NC—空连接一般说明:DS18B20 数字温度传感器提供9~12 位摄氏温度的测量,拥有非易失性用户可编程最高与最低触发点告警功能。
DS18B20 通过单总线实现通信,单总线通常是DS18B20 连接。
它能够感应温度的范围为-55℃~+125℃,在-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃,而且DS18B20 可以直接从数据线上获取供电(寄生电源)而不需要一个额外的外部电源。
因为每个DS18B20 拥有一个独特的64 序列号,因此它允许多个DS18B20 在一条单总线上,所以很方便使用一个微控制器来控制多个分布在较大范围内的DS18B20。
受益于这一特性的应用包括HAVC 环境控制、建筑物、设备和机械内的温度监测、以及过程监测和控制过程的温度监测。
图2注意: A "+"符号在封装上也标有。
订购信息表1S O* µSOP * TO-924 4 15 1 23 8 3DS18B20 详细引脚说明号符明说GND 地当脚引线总单路开,脚引出输入输据数,DQ 生寄见(供件器给时式模源电生寄用使电)分部源电VDD 选可下式模作操源电生寄在脚引,VDDVDD 地接须必* 表中所有未列出的引脚都是NC(空接)概述:方框图3 给出了表一所描述的DS18B20 的主要引脚连接。
2.2 器件选择2.2.1 温度传感器在现代检测技术中,传感器占据着不可动摇的重要位置。
主机对数据的处理能力已经相当的强,但是对现实世界中的模拟量却无能为力。
如果没有各种精确可靠的传感器对非电量和模拟信号进行检测并提供可靠的数据,那计算机也无法发挥他应有的作用。
传感器把非电量转换为电量,经过放大处理后,转换为数字量输入计算机,由计算机对信号进行分析处理。
从而传感器技术与计算机技术结合起来,对自动化和信息化起重要作用。
采用各种传感器和微处理技术可以对各种工业参数及工业产品进行测控及检验,准确测量产品性能,及时发现隐患。
为提高产品质量、改进产品性能,防止事故发生提供必要的信息和更可靠的数据。
由于系统的工作环境比较恶劣,且对测量要求比较高,所以选择合适的传感器很重要。
目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化和网络化的方向飞速发展。
智能温度传感器DS18B20正是朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
因此,智能温度传感器DS18B20作为温度测量装置已广泛应用于人民的日常生活和工农业生产中[5]。
2.2.1.1 DS18B20简介DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种数字化单总线器件。
属于新一代适配微处理器的改进型智能温度传感器。
与传统的热敏电阻相比,它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位的数字值读数方式。
可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量,并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写,温度变换功率来源于数据总线,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。
同时其“一线总线”独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入了全新的概念。
DS18B20一线总线数字式传感器DS18B20、DS1822 “一线总线”数字化温度传感器是DALLAS最新单线数字温度传感器,同DS1820一样,DS18B20也支持“一线总线”接口,测量温度范围为 -55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。
DS1822的精度较差为± 2°C 。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。
适合于恶劣环境的现场温度测量,与前一代产品不同,新的产品支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。
而且新一代产品更便宜,体积更小。
DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,精度为±0.5°C。
可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围。
分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。
DS18B20的性能是新一代产品中最好的!性能价格比也非常出色! DS1822与 DS18B20软件兼容,是DS1 8B20的简化版本。
省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPRO M,精度降低为±2°C,适用于对性能要求不高,成本控制严格的应用,是经济型产品。
继“一线总线”的早期产品后,DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。
DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。
DS18B20的内部结构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的管脚排列如下:DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
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D S18B20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)。
概述DS18B20数字温度传感器提供9-Bit 到12-Bit的摄氏温度测量精度和一个用户可编程的非易失性且具有过温和低温触发报警的报警功能.DS18B20采用的1-Wire通信即仅采用一个数据线(以及地)与微控制器进行通信。
该传感器的温度检测范围为-55℃至+125℃,并且在温度范围超过—10℃至85℃之外时还具有+-0。
5℃的精度.此外,DS18B20可以直接由数据线供电而不需要外部电源供电。
每片DS18B20都有一个独一无二的64位序列号,所以一个1-Wire总线上可连接多个DS18B20设备。
因此,在一个分布式的大环境里用一个微控制器控制多个DS18B20是非常简单的。
这些特征使得其在HV AC环境控制,在建筑、设备及机械的温度监控系统,以及温度过程控制系统中有着很大的优势.特性·独特的1—Wire总线接口仅需要一个管脚来通信。
·每个设备的内部ROM上都烧写了一个独一无二的64位序列号。
·多路采集能力使得分布式温度采集应用更加简单.·无需外围元件.·能够采用数据线供电;供电范围为 3.0V至5.5V.·温度可测量范围为:-55℃至+125℃(-67℉至+257℉)。
·温度范围超过-10℃至85℃之外时具有+—0。
5℃的精度.·内部温度采集精度可以由用户自定义为9-Bits 至12-Bits。
DS18B20 分辨率可编程1-Wire数字温度传感器·温度转换时间在转换精度为12—Bits时达到最大值750ms。
·用户自定义非易失性的的温度报警设置。
·定义了温度报警搜索命令和当温度超过用户自定义的设定值时。
·可选择的8—Pin SO (150 mils), 8-PinμSOP,及3—Pin TO—92封装。
·与DS1822程序兼容。
·应用于温度控制系统,工业系统,民用产品,温度传感器,或者任何温度检测系统中。
18B20温度传感器应用解析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DALLA S(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,附加功能强,使得DS18B 20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。
多样封装形式,适应不同硬件系统。
DS18B20芯片封装结构:DS18B20引脚功能:·GND 电压地·DQ 单数据总线·VDD 电源电压·NC 空引脚DS18B20工作原理及应用:DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上,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)。
数据在出产时设置不由用户更改。
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,D S18B20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、计算的暂存单元。
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:图2我们在每一次读温度之前都必须进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:1,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15~60uS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60~240uS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处理。
3,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。
RO M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,并通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“跳过指令”)。
ROM指令在下文有详细的介绍。
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。
若要读出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芯片与单片机的接口:图3图4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。
图5DS28B20芯片ROM指令表:Read ROM(读ROM)[33H] (方括号中的为16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出了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编码做出反应,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出现数据冲突,导致错误出现。
Search ROM(搜索芯片)[F0H]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位ROM。
Alarm Search(报警芯片搜索)[ECH]在多芯片挂接的情况下,报警芯片搜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数据复制到EEPROM中)[48H]此指令将RAM中的数据存入EEPROM中,以使数据掉电不丢失。
此后由于芯片忙于EEPROM储存处理,当控制器发一个读时间隙时,总线上输出“0”,当储存工作完成时,总线将输出“1”。
在寄生工作方式时必须在发出此指令后立刻超用强上拉并至少保持10MS,来维持芯片工作。
Convert T(温度转换)[44H]收到此指令后芯片将进行一次温度转换,将转换的温度值放入RAM的第1、2地址。
此后由于芯片忙于温度转换处理,当控制器发一个读时间隙时,总线上输出“0”,当储存工作完成时,总线将输出“1”。
在寄生工作方式时必须在发出此指令后立刻超用强上拉并至少保持5 00MS,来维持芯片工作。
Recall EEPROM(将EEPROM中的报警值复制到RAM)[B8H]此指令将EEPROM中的报警值复制到RAM中的第3、4个字节里。
由于芯片忙于复制处理,当控制器发一个读时间隙时,总线上输出“0”,当储存工作完成时,总线将输出“1”。
另外,此指令将在芯片上电复位时将被自动执行。
这样RAM中的两个报警字节位将始终为EEPRO M中数据的镜像。
Read Power Supply(工作方式切换)[B4H]此指令发出后发出读时间隙,芯片会返回它的电源状态字,“0”为寄生电源状态,“1”为外部电源状态。
DS18B20复位及应答关系示意图:图6每一次通信之前必须进行复位,复位的时间、等待时间、回应时间应严格按时序编程。
DS18B20读写时间隙:DS18B20的数据读写是通过时间隙处理位和命令字来确认信息交换的。
写时间隙:图7写时间隙分为写“0”和写“1”,时序如图7。
在写数据时间隙的前15uS总线需要是被控制器拉置低电平,而后则将是芯片对总线数据的采样时间,采样时间在15~60uS,采样时间内如果控制器将总线拉高则表示写“1”,如果控制器将总线拉低则表示写“0”。
每一位的发送都应该有一个至少15uS的低电平起始位,随后的数据“0”或“1”应该在45uS内完成。
整个位的发送时间应该保持在60~120uS,否则不能保证通信的正常。
读时间隙:图8读时间隙时控制时的采样时间应该更加的精确才行,读时间隙时也是必须先由主机产生至少1uS的低电平,表示读时间的起始。
随后在总线被释放后的15uS中DS18B20会发送内部数据位,这时控制如果发现总线为高电平表示读出“1”,如果总线为低电平则表示读出数据“0”。
每一位的读取之前都由控制器加一个起始信号。
注意:如图8所示,必须在读间隙开始的15uS内读取数据位才可以保证通信的正确。
在通信时是以8位“0”或“1”为一个字节,字节的读或写是从高位开始的,即A7到A0.字节的读写顺序也是如图2自上而下的。
//实验目的:熟悉DS18B20的使用//六位数码管显示温度结果,其中整数部分2位,小数部分4位//每次按下RB0键后进行一次温度转换。
//硬件要求:把DS18B20插在18B20插座上// 拨码开关S10第1位置ON,其他位置OFF// 拨码开关S5、S6全部置ON,其他拨码开关全部置OFF #i nclude<>//__CONFIG(0x1832);//芯片配置字,看门狗关,上电延时开,掉电检测关,低压编程关,加密,4M 晶体HS振荡#define uch unsigned char //给unsigned char起别名 uch# define DQ RA0 //定义18B20数据端口# define DQ_DIR TRISA0 //定义18B20D口方向寄存器# define DQ_HIGH() DQ_DIR =1 //设置数据口为输入# define DQ_LOW() DQ = 0; DQ_DIR = 0 //设置数据口为输出unsigned char TLV=0 ; / /采集到的温度高8位unsigned char THV=0;//采集到的温度低8位unsigned char TZ=0; //转换后的温度值整数部分unsigned char TX=0; //转换后的温度值小数部分unsigned int wd; //转换后的温度值BCD码形式unsigned char shi; //整数十位unsigned char ge; //整数个位unsigned char shifen; //十分位unsigned char baifen; //百分位unsigned char qianfen; //千分位unsigned char wanfen; //万分位unsigned char table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0 x90};//0-9的显示代码//------------------------------------------------//延时函数void delay(char x,char y){char z;do{z=y;do{;}while(--z);}while(--x);}//其指令时间为:7+(3*(Y-1)+7)*(X-1)如果再加上函数调用的call 指令、页面设定、传递参数花掉的7 个指令。