dsb的原理与应用

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1、.3DS18B20的原理与应用单片机系统除了可以对电信号进行测量外，还可以通过外接传感器对温度信号进行测量。传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，但热敏电阻可靠性差、测量的温度不够准确，且必须经专门的接口电路转成数字信号后才能被单片机处理。DS18B20是一种集成数字温度传感器，采用单总线与单片机连接即可实现温度的测量。本节内容在先介绍DS18B20的工作原理、时序和指令后，然后设计完成一个数字温度计。温度计功能要求采用数码管显示温度，小数点后2位有效数字，实际温度高于某个值时用蜂鸣器报警。3.1DS

2、18B20工作原理DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号供单片机处理，可实现温度的精度测量与控制。DS18B20性能特点见表3-1-1所示。表3-1-1DS18B20性能指标性能参数备注电源电压范围在3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电测温范围-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃时精度为±0.5℃分辨率9～12位，分别有0.5℃，0.25℃，

3、0.125℃和0.0625℃编程控制转换速度在9位时，小于93.75ms；12位分辨率时，小于750ms总线连接点理论248，实际视延时、距离和干扰限制，最多几十个一、封装外形根据应用领域不同，DS18B20有常见有TO-92、SOP8等封装外形，见图3-1-1所示，表3-1-2给出了TO-92封装的引脚功能，其中DQ引脚是该传感器的数据输入/输出端（I/O），该引脚为漏极开路输出，常态下呈高电平。DQ引脚是该器件与单片机连接进行数据传输单一总线，单总线技术是DS18B20的一个特点。图3-1-1DS

4、18B20的外形及引脚排列表3-1-2DS18B20引脚功能描述引脚序号名称描述1GND地信号...2DQ数据输入输出（I/O）引脚3Vdd电源输入引脚，当工作于寄生电源模式时，此引脚必须接地二、工作原理DS18B20的内部主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速贮存器、用于存储用户设定的温度上下限值、触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器等7部分。高速寄存器RAM由9个字节的存储器组成。见表3-1-3所示。其中，第0、1字节是温度转换有效位，第0字节的低3位

5、存放了温度的高位，高5位存放温度的正负值；第1字节的高4位存放温度的低位，后4位存放温度的小数部分；第2和第3个字节是DS18B20的与内部E2PROM的有关的TH和TL，用来存储温度上限和下限，可以通过程序设计把温度的上下限从单片机中读到TH和TL中，并通过程序再复制到DS18B20内部E2PROM中，同时TH和TL在器件加电后复制E2PROM的内容；第4个字节是配置寄存器，第4个字节的数字也可以更新；第5，6，7三个字节是保留的。表3-1-3高速寄存器RAM字节地址编号寄存器内容功能0温度值低位（

6、LSB）高5位是温度的正正负号，低3位为温度的高位1温度值高位（MSB）高4位为温度的低位，低4位为温度小数部分2高温度值（TH）设置温度上限3低温度值（TL）设置温度下限4配置寄存器5保留6保留7保留8CRC校验值三、硬件连接DS18B20是单片机外设，单片机为主器件，DS18B20为从器件。图3-1-2的接法是单片机与一个DS18B20通信，单片机只需要一个I/O口就可以控制DS18B20，为了增加单片机I/O口驱动的可靠性，总线上接有上拉电阻。对如果要控制多个DS18B20进行温度采集，只要将所

7、有DS18B20的DQ全部连接到总线上就可以了，在操作时，通过读取每个DS18B20内部芯片的序列号来识别。图3-1-2单片机与一个DS18B20通信3.2DS18B20工作时序...单总线协议规定一条数据线传输串行数据，时序有严格的控制，对于DS18B20的程序设计，必须遵守单总线协议。DS18B20操作主要分初始化、写数据、读数据。下面分别介绍操作步骤。一、初始化图3-1-3DS18B20初始化时序初始化是单片机对DS18B20的基本操作，时序见图3-1-3，主要目的是单片机感知DS18B20存在

8、并为下一步操作做准备，同时启动DS18B20，程序设计根据时序进行。DS18B20初始化操作步骤为：（1）先将数据线置高电平1，然后延时（可有可无）；（2）数据线拉到低电平0。然后延时750µs（该时间范围可以在480～960µs），调用延时函数决定。（3）数据线拉到高电平1。如果单片机P1.0接DS18B20的DQ引脚，则P1.0此时设置高电平，称为单片机对总线电平管理权释放。此时，P1.0的电平高低由DS18B20的DQ输出决定；（4）延时等待。如果