ds18b20温度传感器 DS18B20温度传感器介绍

DS18B20温度传感器介绍

来源：百问网_嵌入式Linux wiki_jz2440 新1期视频维基教程 (视频文字版)

作者：韦东山

本文字数：1322，阅读时长：2分钟

比DHT11温湿度传感器精度高很多

DS18B20只通过一条数据线传输数据，既要控制器发送数据给芯片，又要通过芯片发送数据给控制器，所以这个是双向传输数据的

怎么在一个引脚上实现数据的双向传输 : 参考这视频的第19分钟之后的内容: 第19课_第001节_I2C协议与EEPROM

检测温度，我们需要一个主控芯片

如果有多个温度传感器，则需要一个主控制器去管理它们，通过发送命令传输数据，每个设备都会有固化在芯片内部的64bit ID的ROM来用于区分不同的设备

如果主控制器想访问设备，必须发送命令，这个命令中带有ID返回值

怎么访问指定的DS18B20

每次操作，都要重重上述过程

内部框图

TEMPERATURE SENSOR温度ADC

SCRATCHPAD实际上是一个9 byte的内存 9byte的说明如下图所示

温度值会保存在9byte内存中的 BYTE0 和 BYTE1 也就是当我们发出一个温度值的命令之后，还需要发送一个读内存的命令才能把温度值读取出来

最后一位是CRC校验码，通过前8位的数据和最后一位的校验码比较 64位数据中有8位是校验码，

怎么采样温度？

关于EEPROM寄存器 前面两个字节可以用来设置用户自己的目的，也可以用来设置Th Tl 寄存器 Th Tl 寄存器就是用来设置警报，温度的上限或者下限，当温度超过某个值时它会发出警报 所谓警报只不过是在DS18B20中设置状态而已，并不能主动通知主芯片 主芯片可以发出某些命令来确定哪些芯片发出了警报 配置寄存器，用于设置精度，精度越高转换时间越长

EEPROM使用

EEPROM自动放入RAM用于控制精度这些

a 发出命令先写RAM

b从RAM转到EEPROM

a EEPROM值保存到RAM

b 发出命令读RAM

关于ROM命令和功能命令整理成一个表格

信号传输

怎么发出bit0

怎么发出bit1

怎么判读读到0

怎么判断读到1

初始化时序

一开始是高电平，想要开始传输信号，必须要拉低至少480us释放总线 经过15~60us之后 DS18B20会把这条线拉低60~240us

2 怎么发数据，怎么发出1bit

写数据时序

不论是写0还是写1时序都是大于60us 写0拉低总线维持60us以上 写1时，信号线拉低1us时间，提醒要写数据了，然后回高，写1位之间的时间间隔1us

读数据时序 也是由主机发起 提醒脉冲大于1us,主机马上释放总线 在15us之内读信号，一个读周期至少是60us，每位的间隔也是1us

DS18B20提供了编程图

供电方式

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数字温度传感器DS18B20简介

1、DS18B20的主要特性1.1、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1.2、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1.3、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1.4、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1.5、温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃1.6、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1.7、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1.8、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1.9、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。

2、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:

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

3、DS18B20工作原理

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。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。

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