1、DS18B20的主要特性

1.1、適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數據線供電
1.2、獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊
1.3、DS18B20支持多點組網功能，多個DS18B20可以并聯在唯一的三線上，實現組網多點測溫
1.4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內
1.5、溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃
1.6、可編程的分辨率為9～12位，對應的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現高精度測溫
1.7、在9位分辨率時最多在93.75ms內把溫度轉換為數字，12位分辨率時最多在750ms內把溫度值轉換為數字，速度更快
1.8、測量結果直接輸出數字溫度信號，以"一線總線"串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力
1.9、負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發熱而燒毀，但不能正常工作。 2、DS18B20的外形和內部結構

    DS18B20內部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發的溫度報警觸發器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形及管腳排列如下圖1:
    DS18B20引腳定義：     (1)DQ為數字信號輸入/輸出端；
    (2)GND為電源地；
    (3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。

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圖2： DS18B20內部結構圖

    DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數因分辨率不同而不同，且溫度轉換時的延時時間由2s減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給計數器1。高溫度系數晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產生的信號作為計數器2的脈沖輸入。計數器1和溫度寄存器被預置在－55℃所對應的一個基數值。計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當計數器1的預置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數器1的預置將重新被裝入，計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數，如此循環直到計數器2計數到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數值即為所測溫度。圖3中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數器1的預置值。

2006815202939522.gif (6.01 KB, 下載次數: 236) 下載附件 2015-1-9 15:25 上傳 圖3： DS18B20測溫原理框圖

DS18B20有4個主要的數據部件：     （1）光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產品類型標號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現一根總線上掛接多個DS18B20的目的。     （2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位。

表1: DS18B20溫度值格式表

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    這是12位轉化后得到的12位數據，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數值乘于0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際溫度。     例如+125℃的數字輸出為07D0H，+25.0625℃的數字輸出為0191H，-25.0625℃的數字輸出為FF6FH，-55℃的數字輸出為FC90H。

表2: DS18B20溫度數據表

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    （3）DS18B20溫度傳感器的存儲器     DS18B20溫度傳感器的內部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發器TH、TL和結構寄存器。     （4）配置寄存器 該字節各位的意義如下：

表3： 配置寄存器結構

TM R1 R0 1 1 1 1 1

    低五位一直都是"1"，TM是測試模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時被設置為12位）

表4： 溫度分辨率設置表

R1 R0 分辨率 溫度最大轉換時間 0 0 9位 93.75ms 0 1 10位 187.5ms 1 0 11位 375ms 1 1 12位 750ms

4、高速暫存存儲器     高速暫存存儲器由9個字節組成，其分配如表5所示。當溫度轉換命令發布后，經轉換所得的溫度值以二字節補碼形式存放在高速暫存存儲器的第0和第1個字節。單片機可通過單線接口讀到該數據，讀取時低位在前，高位在后，數據格式如表1所示。對應的溫度計算：當符號位S=0時，直接將二進制位轉換為十進制；當S=1時，先將補碼變為原碼，再計算十進制值。表 2是對應的一部分溫度值。第九個字節是冗余檢驗字節。

表5： DS18B20暫存寄存器分布

寄存器內容 字節地址 溫度值低位 （LS Byte） 0 溫度值高位 （MS Byte） 1 高溫限值（TH） 2 低溫限值（TL） 3 配置寄存器 4 保留 5 保留 6 保留 7 CRC校驗值 8

    根據DS18B20的通訊協議，主機（單片機）控制DS18B20完成溫度轉換必須經過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位操作，復位成功后發送一條ROM指令，最后發送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數據線下拉500微秒，然后釋放，當DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功。

表6： ROM指令表

指 令 約定代碼 功 能 讀ROM 33H 讀DS1820溫度傳感器ROM中的編碼（即64位地址） 符合 ROM 55H 發出此命令之后，接著發出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應的 DS1820 使之作出響應，為下一步對該 DS1820 的讀寫作準備。 搜索 ROM 0FOH 用于確定掛接在同一總線上 DS1820 的個數和識別 64 位 ROM 地址。為操作各器件作好準備。 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 發溫度變換命令。適用于單片工作。 告警搜索命令 0ECH 執行后只有溫度超過設定值上限或下限的片子才做出響應。

表6： RAM指令表

指 令 約定代碼 功 能 溫度變換 44H 啟動DS1820進行溫度轉換，12位轉換時最長為750ms（9位為93.75ms）。結果存入內部9字節RAM中。 讀暫存器 0BEH 讀內部RAM中9字節的內容 寫暫存器 4EH 發出向內部RAM的3、4字節寫上、下限溫度數據命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節的數據。 復制暫存器 48H 將RAM中第3 、4字節的內容復制到EEPROM中。 重調 EEPROM 0B8H 將EEPROM中內容恢復到RAM中的第3 、4字節。 讀供電方式 0B4H 讀DS1820的供電模式。寄生供電時DS1820發送“ 0 ”，外接電源供電 DS1820發送“ 1 ”。