DS18B20中文全套资料
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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。
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。
第一部分:DS18B20的封装和管脚定义首先,我们来认识一下DS18B20这款芯片的外观和针脚定义,DS18B20芯片的常见封装为TO-92,也就是普通直插三极管的样子,当然也可以找到以SO(DS18B20Z)和μSOP(DS18B20U)形式封装的产品,下面为DS18B20各种封装的图示及引脚图。
了解了这些该芯片的封装形式,下面就要说到各个管脚的定义了,如下表即为该芯片的管脚定义:上面的表中提到了一个“奇怪”的词——“寄生电源”,那我有必要说明一下了,DS18B20芯片可以工作在“寄生电源模式”下,该模式允许DS18B20工作在无外部电源状态,当总线为高电平时,寄生电源由单总线通过VDD 引脚,此时DS18B20可以从总线“窃取”能量,并将“偷来”的能量储存到寄生电源储能电容(Cpp)中,当总线为低电平时释放能量供给器件工作使用。
所以,当DS18B20工作在寄生电源模式时,VDD引脚必须接地。
第二部分:DS18B20的多种电路连接方式如下面的两张图片所示,分别为外部供电模式下单只和多只DS18B20测温系统的典型电路连接图。
(1)外部供电模式下的单只DS18B20芯片的连接图(2)外部供电模式下的多只DS18B20芯片的连接图这里需要说明的是,DS18B20芯片通过达拉斯公司的单总线协议依靠一个单线端口通讯,当全部器件经由一个三态端口或者漏极开路端口与总线连接时,控制线需要连接一个弱上拉电阻。
在多只DS18B20连接时,每个DS18B20都拥有一个全球唯一的64位序列号,在这个总线系统中,微处理器依靠每个器件独有的64位片序列号辨认总线上的器件和记录总线上的器件地址,从而允许多只DS18B20同时连接在一条单线总线上,因此,可以很轻松地利用一个微处理器去控制很多分布在不同区域的DS18B20,这一特性在环境控制、探测建筑物、仪器等温度以及过程监测和控制等方面都非常有用。
对于DS18B20的电路连接,除了上面所说的传统的外部电源供电时的电路连接图,DS18B20也可以工作在“寄生电源模式”,而下图则表示了DS18B20工作在“寄生电源模式”下的电路连接图。
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。
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。
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。
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。
单总线温度传感器DS18B20简介(pandren整理)DS18B20是DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器,它具有微型化、低功耗、高性能、搞干扰能力强、易配处理器等优点,特别适用于构成多点温度测控系统,可直接将温度转化成串行数字信号(提供9位二进制数字)给单片机处理,且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。
它具有3引脚TO-92小体积封装形式,温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出,其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生,多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
在TO-92和SO-8的封装中引脚有所不同,具体差别请查阅PDF手册,在TO-92封装中引脚分配如下:1(GND):地2(DQ):单线运用的数据输入输出引脚3(VDD):可选的电源引脚DS18B20工作过程及时序DS18B20内部的低温度系数振荡器是一个振荡频率随温度变化很小的振荡器,为计数器1提供一频率稳定的计数脉冲。
高温度系数振荡器是一个振荡频率对温度很敏感的振荡器,为计数器2提供一个频率随温度变化的计数脉冲。
初始时,温度寄存器被预置成-55℃,每当计数器1从预置数开始减计数到0时,温度寄存器中寄存的温度值就增加1℃,这个过程重复进行,直到计数器2计数到0时便停止。
初始时,计数器1预置的是与-55℃相对应的一个预置值。
以后计数器1每一个循环的预置数都由斜率累加器提供。
为了补偿振荡器温度特性的非线性性,斜率累加器提供的预置数也随温度相应变化。
计数器1的预置数也就是在给定温度处使温度寄存器寄存值增加1℃计数器所需要的计数个数。
DS18B20内部的比较器以四舍五入的量化方式确定温度寄存器的最低有效位。
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。
DS18B20数据手册-中文版关键信息项1、协议名称:DS18B20 数据手册中文版2、适用产品:DS18B20 传感器3、数据格式:详细说明数据的传输和存储格式4、测量范围:明确传感器能够测量的温度范围5、精度:给出测量温度的精度数值6、响应时间:描述传感器对温度变化的响应速度7、供电要求:说明所需的供电电压和电流等参数8、接口类型:注明与其他设备连接的接口类型和规范11 概述本协议旨在提供关于DS18B20 传感器的详细技术规格和使用说明,以确保用户能够正确、有效地使用该传感器进行温度测量和数据处理。
111 DS18B20 简介DS18B20 是一款数字式温度传感器,具有体积小、精度高、接口简单等优点,广泛应用于各种温度测量场景。
112 特点1、独特的单总线接口,仅需一根数据线即可与微控制器进行通信。
2、测量范围广,可满足大多数应用场景的需求。
3、在-10℃至+85℃范围内,精度可达 ±05℃。
12 技术规格121 测量范围-55℃至+125℃122 精度在-10℃至+85℃范围内,精度为 ±05℃;在其他温度范围内,精度会有所降低。
123 分辨率用户可通过编程设置分辨率,可选 9 位至 12 位。
124 响应时间典型的温度转换时间为 750ms(12 位分辨率)。
13 供电要求131 供电电压工作电压范围为 30V 至 55V。
132 电流消耗在待机模式下,电流消耗极低;在温度转换期间,电流消耗会有所增加。
14 接口类型141 单总线接口采用独特的单总线协议进行通信,数据线需要上拉电阻。
142 时序要求严格遵循单总线的时序要求,以确保数据的正确传输。
15 数据格式151 温度数据以 16 位补码形式存储温度值。
152 校验位包含校验位以确保数据的准确性。
16 操作指令161 初始化指令用于启动传感器与控制器之间的通信。
162 温度转换指令触发传感器进行温度测量和转换。
163 读取数据指令读取传感器转换后的温度数据。
数字温度传感器DS18B20中文资料(含读写程序)数字温度传感器__中文资料(含读写程序)的学习供参考数字温度传感器__中文资料(含读写程序)__特点1.单线结构,只需一根信号线和CPU相连。
2. 不需要外部元件,直接输出串行数据。
3. 可不需要外部电源,直接通过信号线供电,电源电压范围为3.3V~5V。
4.测温精度高,测温范围为:一55℃~+125℃,在-10℃~+85℃范围内,精度为±O.5℃。
5.测温分辨率高,当选用12位转换位数时,温度分辨率可达0.0625℃。
6.数字量的转换精度及转换时间可通过简单的编程来控制:9位精度的转换时间为93.75 ms:10位精度的转换时间187.5ms:12位精度的转换时间750ms。
7.具有非易失性上、下限报警设定的功能,用户可方便地通过编程修改上、下限的数值。
8.可通过报警搜索命令识别哪片DS__采集的温度超越上、下限。
__引脚及管脚功能介绍__的常用封装有3脚、8脚等几种形式,如图1所示。
各脚含义如下:DQ:数字信号输入/输出端。
GND:电源地端。
VDD:外接供电电源输入端(在寄生电源接线时此脚应接地)。
__内部结构简要介绍:DS__的内部结构如图3所示:主要有64位光刻ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL、配置寄存器等组成。
1.64位光刻ROM是生产厂家给每一个出厂的DS__命名的产品序列号,可以看作为该器件的地址序列号。
其作用是使每一个出厂的DS__地址序列号都各不相同,这样,就可以实现一根总线上挂接多个DS__的目的。
2.DS__中的温度传感器完成对温度的测量,输出格式为:16位符号扩展的二进制补码。
当测温精度设置为12位时,分辨率为O.0625℃,即O.0625℃/LSB。
其二进制补码格式如图2所示。
其中,S为符号位,S=1,表示温度为负值;S=0,表示温度为正值。
例如+125℃的数字输出为07D0H,-55℃的数字输出为FC90H。
温度传感器DS18B20资料2008-08-28 16:06美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 "一线总线"接口的温度传感器,在其内部使用了在板(ON-B0ARD)专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
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全新概念。
现在,新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。
使你可以充分发挥“一线总线”的优点。
目前DS18B20批量采购价格仅10元左右。
在传统的模拟信号远距离温度测量系统中,需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题,才能够达到较高的测量精度。
另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣,各种干扰信号较强,模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差,影响测量精度。
因此,在温度测量系统中,采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案,新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点,在实际应用中取得了良好的测温效果。
新的"一线器件"DS18B20体积更小、适用电压更宽、更经济。
DS18B20、DS1822的特性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DS18B20的简化版本。
省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM,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、DS1822 "一线总线"数字化温度传感器同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,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。
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。
一、DS18B20的主要特性(1)适应电压范围更宽,电压范围:3.0~5.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电(2)独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯(3)DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温 (4)DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内(5)温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃(6)可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温(7)在9位分辨率时最多在93.75ms 内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在750ms 内把温度值转换为数字,速度更快(8)测量结果直接输出数字温度信号,以"一线总线"串行传送给CPU,同时可传送CRC 校验码,具有极强的抗干扰纠错能力(9)负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
二、DS18B20的外形和内部结构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的外形及管脚排列如下图1:图1: DS18B20外形及引脚排列图DS18B20引脚定义:(1)DQ 为数字信号输入/输出端; (2)GND 为电源地;(3)VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
图2: DS18B20内部结构图三、DS18B20工作原理DS18b20传感器淘宝店铺丗仁科DS18b20传感器淘宝店铺丗仁科DS18b20传感器淘宝店铺丗仁科版权仍归原作者所有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。
图3: DS18B20测温原理框图DS18B20有4个主要的数据部件:(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。
表1: DS18B20温度值格式表这是12位转化后得到的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: DS18B20温度数据表(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3: 配置寄存器结构TM R1 R0 1 1 1 1 1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)表4: 温度分辨率设置表R1 R0 分辨率 温度最大转换时间0 0 9位 93.75ms0 1 10位 187.5ms1 0 11位 375ms1 1 12位 750ms四、 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5: DS18B20暂存寄存器分布寄存器内容 字节地址温度值低位 (LS Byte)0温度值高位 (MS Byte) 1高温限值(TH) 2低温限值(TL) 3配置寄存器 4保留 5保留 6保留 7CRC校验值 8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16~60微秒左右,后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。
表6: ROM指令表指 令 约定代码功 能读ROM 33H 读DS1820温度传感器ROM中的编码(即64位地址)符合 ROM 55H 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 ROM 0FOH 用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和识别64 位 ROM 地址。
为操作各器件作好准备。
跳过 ROM 0CCH 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6: RAM指令表指 令 约定代码功 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 发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令,紧跟该命令之后,是传送两字节的数据。
复制暂存器 48H 将RAM中第3 、4字节的内容复制到EEPROM中。
重调 EEPROM 0B8H 将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3 、4字节。
读供电方式 0B4H 读DS1820的供电模式。
寄生供电时DS1820发送“ 0 ”,外接电源供电 DS1820发送“ 1 ”。
五、DS18B20的应用电路DS18B20测温系统具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。