DS18B20,PID解释
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DS18B20 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。
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:
1、 GND为电源地
2、 DQ为数字信号输入/输出
3、VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
ds18b20 ROM指令表
RAM指令表。
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。
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。
测温芯片DS18B20详细解读(转载)大家好,首先感谢大家对我前几天发布的“Remind BOX”DIY实例帖的支持和捧场,在此谢过了。
我今天要发一篇技术帖,是关于DS18B20这款强大的测温芯片的技术帖。
本帖将从不同角度帮助广大不熟悉DS18B20测温芯片的坛友更加了解这款芯片,也希望已经或者将要用到这款芯片的坛友可以更加顺利地完成自己的DIY作品。
言归正传,下面开始技术部分。
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。
最新【精选】范文参照文件专业论文数字温度传感器DS18B20介绍及应用数字温度传感器DS18B20介绍及应用【大纲】本文第一对数字温度传感器 DS18B20的内部结构、工作原理做简单的介绍,而后联合 DS18B20的性能,对温度传感器DS18B20在电路设计方面的应用做了相应的解析,最后提到 DS18B20 在使用过程中的注意事项。
【要点词】温度传感器;DS18B20;应用传统的温度敏感元件是热敏电阻,热敏电阻的长处是成本低,但是热敏电阻需要其余电路进行信号办理,所以靠谱性较差,正确度和精确度都大大降低。
DS18B20是美国 DALLAS公司新推出的一种数字温度传感器,它拥有微型化、低功耗、高性能、抗搅乱能力强、易配微办理器等长处。
DS18B20数字温度传感器可将温度转变为串行数字信息进行 9~12 位温度读数。
使用 DS18B20数字温度传感器后,使整个系统结构更趋势简单,同时,靠谱性也大大增高。
一、 DS18B20的介绍的内部结构DS18B20由四个部分构成:① 64 位光刻 ROM、②温度传感器、③非挥发的温度报警触发器 TH和 TL、④配置寄存器。
64 位光刻 ROM 在温度传感器出厂以前就刻上了 64 位序列号,它可以看是该温度传感器的地址序列码,每个 DS18B20的序列号就如我们的身份证号相同,代表着自己的身份。
正一味这样,在同一根总线上可以同时挂接多个温度传感器。
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的丈量。
非挥发的温度报警触发器 TH和 TL是经过将测得的温度值分别于 TH和 TL 进行比较,相应的对主机发出的告警搜寻命令作出响应。
配置寄存器通过 R1、R0位设定温度分辨率。
分辨率及使用者设定的报警温度储存在非易失性电擦写 EEPROM中,这样,掉电后数据依旧可以保存。
的测温原理及温度读取DS18B20利用低温系数振荡器输出的时钟脉冲信号经过由高温系数振荡器产生的门开通周期的计数值来丈量温度。
DS18B20温度传感器使⽤简介DS18xx系列温度传感器是数字式温度传感器,相对于传统温度传感器精度⾼、稳定性好、电路简单、控制⽅便,在这⾥以DS18B20为例做简单应⽤介绍。
详细资料请参阅芯⽚⼿册。
⼀、特性:(1)应⽤中不需要外部任何元器件即可实现测温电路。
(2)测温范围-55~+125℃,最⼤精度0.0625℃。
(3)只通过⼀条数据线即可实现通信。
(4)每个DS1820器件上都有独⼀⽆⼆的序列号,所以⼀条数据线上可以挂接很多该传感器。
(5)内部有温度上、下限告警功能。
⼆、操作简介DS18B20⼯作时需要接收特定的指令来完成相应功能(指令,可以简单的理解为可以被识别并有相应意义的⼀系列⾼低电平信号),它的指令可分为ROM指令和RAM指令;ROM指令主要对其内部的ROM进⾏操作,如查所使⽤DS18B20的序列号等,如果只使⽤⼀个DS18B20,ROM操作⼀般就可以直接跳过了;RAM指令主要是完成对其内RAM中的数据进⾏操作,如让其开始进⾏数据采集、读数据等。
DS18B20数字温度传感器是单总线器件,数据的读写只通过⼀条数据线进⾏并且这⼀条线上允许挂很多该传感器;这样对器件进⾏读写指令时就会⿇烦⼀些,必须应⽤特定时序来识别⾼低电平信号(如写⾼电平1,并不是把数据线直接拉⾼,⽽是⽤有⼀定时序关系的⾼低电平来代表写1),所以指令表中的0、1在写给DS18B20时就得变成代表0、1电平的时序段序列。
同样,从DS18B20读数据时,也是由特定的时序来完成数据读取。
对DS18B20进⾏读写的时序图如下:硬件连接⽅式有两种,⼀种是由单独电源供电(3~5V);第⼆种是由数据线为DS18B20供电(⼯作速度相对较慢)。
单独电源供电⽅式数据线为DS1820供电⽅式三、DS1820的⼯作过程:1. 复位操作2. 执⾏ROM操作的5条指令之⼀:1)读ROM,2)匹配ROM,3)搜索ROM,4)跳过ROM,5)报警搜索。
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。
第7章DS18B20温度传感器7.1 温度传感器概述温度传感器是各种传感器中最常用的一种,早起使用的是模拟温度传感器,如热敏电阻,随着环境温度的变化,它的阻值也发生线性变化,用处理器采集电阻两端的电压,然后根据某个公式就可以计算出当前环境温度。
随着科技的进步,现代的温度传感器已经走向数字化,外形小,接口简单,广泛应用在生产实践的各个领域,为我们的生活提供便利。
随着现代仪器的发展,微型化、集成化、数字化、正成为传感器发展的一个重要方向。
美国DALLS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议,即单片机接口仅需占用一个I/O端口,无需任何外部元件,直接将环境温度转化为数字信号,以数码方式串行输出,从而大大简化了传感器与微处理器的接口。
7.2 DS18B20温度传感器介绍DS18B20是美国DALLAS半导体公司继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位的数字值读数方式。
可以分别在93.75 ms和750 ms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。
他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
1.DS18B20温度传感器的特性①独特的单线接口方式:DS18B20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。
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~ +5.5 V。
④测温范围:-55 ~+125 ℃。
固有测温分辨率为0.5 ℃。
⑤通过编程可实现9~12位的数字读数方式。
AT89C51:AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。
为本科单片机教学主要芯片TMS320F2812,DSP原理与应用技术。
PID:比例(P)控制
比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分(I)控制
在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。
对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。
为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。
积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。
这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到接近于零。
因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后几乎无稳态误差。
微分(D)控制
在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。
其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。
解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。
这就是说,在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。
所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
PWM:脉宽调制(PWM)基本原理:控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。
也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲,使各脉冲的等值电压为正弦波形,所获得的输出平滑且低次谐波少。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,即可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。
FPGA:FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
DS18B20:DS18B20是一种新型的“一线器件”,其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。
DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
温度测量范围为-55~+125 摄氏度,可编程为9位~12 位转换精度,测温分辨率可达0.0625摄氏度,分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中,掉电后依然保存。
PROTEUS:Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器
DS18B20的测温原理
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。
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。