18b20单总线多点式测温系统设计

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1、18B20单总线多点式测温系统设计1．DS18B20的概述1.1，DSl8B20的外部管脚及特点DS18B20可编程温度传感器有3个管脚。GND为接地线，DQ为数据输入输出接口，通过一个较弱的上拉电阻与单片机相连。VDD为电源接口，既可由数据线提供电源，又可由外部提供电源，范围3．O～5．5V。本文使用外部电源供电。主要特点有：1.用户可自设定报警上下限温度值。2.不需要外部组件，能测量－55～+125℃范围内的温度。3.－10℃~+85℃范围内的测温准确度为±0．5℃。4.通过编程可实现9～l2位的数字读数方式，可在至多750ms内将温度转换成

2、12位的数字，测温分辨率可达0．0625℃。5.独特的单总线接口方式，与微处理器连接时仅需要一条线即可实现与微处理器双向通讯。1.2DS18B20的内部结构DS18B20内部功能模块如图2所示，主要由4部分组成：64位光刻R0M（图3）、温度传感器、非易失性的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。R0M中的64位序列号是出厂前被光刻好的，他可以看作是该DSISB20的地址序列码，每个DSI8B20的64位序列号均不相同。高低温报警触发器TH和TL，配置寄存器均由一个字节的E2PROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH，TL或配置寄存器写入。配置

3、寄存器中R1，R0决定温度转换的精度位数：R1R0＝’00’,9位精度，最大转换时间为93.75ms；R1R0=‘01’,10位精度，最大转换时间为187.5ms；R1R0=‘10’,11位精度，最大转换时间为375ms；R1R0=’11’,12位精度，最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度。本系统采用的也是12位的精度。1.3，DS18B20的内存结构DSI8B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM（便笺式的内部存储器）和一个非易失性的可电擦除的EEPROM，后者存放高温和低温触发器TH，TL和结构寄存器。便笺存储器包含了

4、9个连续字节（0～8），前两个字节是测得的温度信息，字节0的内容是温度的低8位，字节1是温度的高8位，字节2是TH（温度上限报警），字节3是TL（温度下限报警），字节4是配置寄存器，用于确定输出分辨率9到12位。第5、6、7个字节是预留寄存器，用于内部计算。字节8是冗余检验字节，校验前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。2.DS18B20的测温功能当DSI8B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的0，1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

5、在后，数据格式以0．0625℃／LSB形式表示。DSl820工作过程中的协议初始化->RoM操作命令->存储器操作命令->处理数据2.1初始化单总线上的所有处理均从初始化开始2.2ROM操作品令总线主机检测到DSl820的存在便可以发出ROM操作命令之一这些命令如指令代码ReadROM(读ROM)[33H]MatchROM(匹配ROM)[55H]SkipROM(跳过ROM][CCH]SearchROM(搜索ROM)[F0H]Alarmsearch(告警搜索)[ECH]2.3存储器操作命令指令代码WriteScratchpad(写暂存存储器)[4E

6、H]ReadScratchpad(读暂存存储器)[BEH]CopyScratchpad(复制暂存存储器)[48H]ConvertTemperature(温度变换)[44H]RecallEPROM(重新调出)[B8H]ReadPowersupply(读电源[B4H]2.4时序主机使用时间隙(timeslots)来读写DSl820的数据位和写命令字的位(1)初始化时序见图2.25-2主机总线to时刻发送一复位脉冲(最短为480us的低电平信号)接着在tl时刻释放总线并进入接收状态DSl820在检测到总线的上升沿之后等待15-60us接着DS1820在

7、t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60-240us)如图中虚线所示(2)写时间隙当主机总线to时刻从高拉至低电平时就产生写时间隙见图2.25-3图2.-254从to时刻开始15us之内应将所需写的位送到总线上DSl820在t后15-60us间对总线采样若低电平写入的位是0见图2253若高电平写入的位是1见图2.-254连续写2位间的间隙应大于1us(3)读时间隙见图2.25-5主机总线to时刻从高拉至低电平时总线只须保持低电平l5us之后在t1时刻将总线拉高产生读时间隙读时间隙在t1时刻后到t2时刻前约15us产生读时间隙，t3时刻前主机必须完成读

8、位然后将总线释放总线3.驱动DS18B20的测温的流程3.1当单总线上只有一个DS18B20.3.2当单总线上接有多个个DS18B20.