数字温度传感器ds18b20的原理与应用课件

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1、项目十三数字温度传感器DS18B20的应用DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20的封装与外部引脚1、DS18B20的主要特点采用独特的“一线制”通信方式，信号符合TTL电平逻辑;温度测量范围为-55oC～125oC，以0.5oC增减。内部有温度上、下限报警设置。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。可编程的温度转换分辨率，可根据应用需要在9Bit～12Bit

2、之间选取；在12bit温度转换分辨率下，温度转换时间最大为750ms;DS18B20采用节能设计，在等待状态下功耗近似为零。2、DS18B20的主要功能部件64位ROM；8字节的高速暂存RAM;温度传感器；非易失性温度报警触发器TH和TL。（1）64位ROM的结构分析8位检验CRC48位序列号8位工厂代码(10H)MSBMSBMSBLSBLSBLSB开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器TH和TL，可通

3、过软件写入户报警上下限。（2）内部RAM的结构分析温度LSB温度MSBTH用户字节1TH用户字节2配置寄存器保留保留保留CRC字节1字节2字节3字节4字节5字节6字节7字节8字节9DS18B20的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除EEPROM。高速暂存RAM的结构为８字节的存储器，结构如右：字节1、2:为温度信息；字节3、4:是TH、TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新；字节5:用于确定温度值的数字转换分辨率；字节５的内容确定DS18B20工作时按此寄存器中的分辩率将温度转换为相应精度的数值。低５位一直为１

4、，ＴＭ是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在出厂时该位被设置为０，用户不要去改动，R1和R2决定温度转换的精度位数。TMR1R211111R1R2分辨率／位温度最大转换时间／ms00993.750110187.510113751112750（3）配置存储器结构分析DS18B20温度转换的时间比较长，而且设定的分辨率越高，所需的温度转换时间就越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存RAM的第６、７、８字节保留未用，表现为全逻辑１。第９字节读出前面所有８个字节的CRC码，用来检验数据，从而保证

5、通信数据的正确性。3、DS18B20的工作过程当DS18B20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RAM中第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.06250C/LSB形式表示，温度值格式如下：232221202-12-22-32-4SSSSS262524LSBMSB当符号位S=0时，表示测得的温度值为正值，可直接将其转换为十进制数。当符号位S=1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数。DS18B2

6、0完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容作比较。若值高于TH或低于TL，则将该器件的报警标志位置位，并对主机发出报警搜索命令作出响应。因此，可用于多只DS18B20同时测量温度并进行报警搜索。温度/0C二进制表示十六进制表示+25.062500000001100100010191H+10.125000000001010001000A2H000000000000000000000H-0.51111111111111000FFF8H-10.1251111111101011110FF5EH-25.06251111111

7、001101111FE6FH4、DS18B20的使用由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每

8、一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。（1）DS18B20的复位时序主机接收所需最短时间4