智能温度传感器应用

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1、温度传感器集成单片温度传感器——DS18B20性能特点独特的单线接口通过并联可实现多点组网功能；无需外部器件供电电压范围为3.0~5.5V；零待机功耗温度以9或12位数字量读出用户可定义的非易失性温度报警设置报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度的器件负电压特性，电源极性接反时，温度计不会烧毁I/OVDD64位ROM的位结构如下图所示。DS18B20的内部结构前两个字节包含测得的温度信息。第3和第4字节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5字节为配置寄存器，其内容用于确定温度值的数字转换分辨率

2、。DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。第6、7、8字节保留未用，为全逻辑1。第9字节读出前面8个字节的CRC码，用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。高速暂存RAM的9字节信息TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。出厂时该位被设置为0，用户不用改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，即用来设置分辨率，定义方法如下：R1R0分辨率/位温度最大转换时间/ms00993.750110187.510113751112750配置寄存器的字节定义及分辨率的设置规

3、定当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以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在前，高位在后，数据格式以0.0625/LSB形式表示。温度值格式如下：LS字节SSSSSMS字节当符号位S=0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制数转换为十进制数，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，再计算其对应的十进制数。转换温度后的数据值格式温度/二进制表示十六进制表示+125000001

4、111101000007D0H+8500000101010100000550H+25.062500000001100100010191H+10.125000000001010001000A2H+0.500000000000010000008H000000000000000000000H-0.51111111111111000FFF8H-10.1251111111101011110FF5EH-25.06251111111001101111FE6FH-551111110010010000FC90HDS18B20温度

5、与测得二进制数值对应表DS18B20测温原理上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。高温度系数晶振的振荡频率随温度变化明显改变，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为—55摄氏度时对应的一个基数值。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的计数值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置值将重新被装入，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，如此循环直至计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此

6、时温度寄存器中的数值即为所测温度。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。DS18B20测温原理DS18B20的主要ROM命令（1）ReadROM[33H]（2）MatchROM[55H]（3）SkipROM[0CCH]（4）SeachROM[0F0H]（5）AlarmSearch[0ECH]（6）WriteScratchpad[4EH]（7）ReadScratchpad[0BEH]（8）CopyScratchpad[48H]（9）ConvertT[44H]（10）Recal

7、lE2[0B8H]（11）ReadPowerSupply[0B4H]温度数据的计算处理方法转换完毕的温度数据存放在LS字节和MS字节，MS字节的低半字节和LS字节的高半字节合成一个字节，化成十进制后为温度的整数部分。LS字节的低半字节化成十进制后，就是温度的小数部分。采用1位数码管来显示小数，即精确到0.1度，小数部分二进制和十进制的近似对应关系如下：小数二进制值0123456789ABCDEF十进制值0112334456678899DS18B20应用实例——数字温度计的设计1、功能要求：数字温度计要求测温范围

8、在，误差在以内，用LED数码管直读显示。2、方案论证：传统的测温元件有热电耦和热电阻，测出的一般是电压，再转换成对应的温度，需要较多的硬件支持，硬件电路和软件设计相对复杂，成本也不低。本设计采用美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为，分辨率最大可达。DS18B20可以直接读出被测温度值，采用3线制与单片机相连，减少了外部硬件电路，