常用溫度傳器DS18B20的中文資料(特點(diǎn),管腳圖,寄存器及應(yīng)用電路及程序)

DS18B20特點(diǎn)

1．單線結(jié)構(gòu)，只需一根信號(hào)線和CPU相連。
2. 不需要外部元件，直接輸出串行數(shù)據(jù)。
3. 可不需要外部電源，直接通過(guò)信號(hào)線供電，電源電壓范圍為3.3V～5V。
4．測(cè)溫精度高，測(cè)溫范圍為：一55℃～ 125℃，在-10℃～ 85℃范圍內(nèi)，精度為±O.5℃。
5．測(cè)溫分辨率高，當(dāng)選用12位轉(zhuǎn)換位數(shù)時(shí)，溫度分辨率可達(dá)0．0625℃。
6．?dāng)?shù)字量的轉(zhuǎn)換精度及轉(zhuǎn)換時(shí)間可通過(guò)簡(jiǎn)單的編程來(lái)控制：9位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間為93．75 ms：10位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間187.5ms：12位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間750ms。
7.具有非易失性上、下限報(bào)警設(shè)定的功能，用戶可方便地通過(guò)編程修改上、下限的數(shù)值。
8．可通過(guò)報(bào)警搜索命令識(shí)別哪片DS18820采集的溫度超越上、下限。

DS18B20引腳及管腳功能介紹
DS18B20的常用封裝有3腳、8腳等幾種形式，如圖1所示。各腳含義如下：

 
DQ：數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端。

GND：電源地端。


VDD：外接供電電源輸入端(在寄生電源接線時(shí)此腳應(yīng)接地)。
 

DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要介紹：
DS18820的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示：主要有64位光刻ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器等組成。
1．64位光刻ROM是生產(chǎn)廠家給每一個(gè)出廠的DS18820命名的產(chǎn)品序列號(hào)，可以看作為該器件的地址序列號(hào)。其作用是使每一個(gè)出廠的DS18820地址序列號(hào)都各不相同，這樣，就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18820的目的。
2．DS18820中的溫度傳感器完成對(duì)溫度的測(cè)量，輸出格式為：16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼。當(dāng)測(cè)溫精度設(shè)置為12位時(shí)，分辨率為O．0625℃，即O．0625℃／LSB。其二進(jìn)制補(bǔ)碼格式如圖2所示。

其中，S為符號(hào)位，S=1，表示溫度 為負(fù)值；S=0，表示溫度為正值。例如 125℃的數(shù)字輸出為07D0H，-55℃的數(shù)字輸出為FC90H。一些溫度值對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出如圖4所示。
3．DS18820中的低溫觸發(fā)器TL、高溫觸發(fā)器TH，用于設(shè)置低溫、高溫的報(bào)警數(shù)值。DS18820完成一個(gè)周期的溫度測(cè)量后，將測(cè)得的溫度值和TL、TH相比較，如果小于TL，或大于TH，則表示溫度越限，將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。需要修改上、下限溫度值時(shí)，只需使用一個(gè)功能命令即可對(duì)TL、TH寫(xiě)入，十分方便。

4．DS18820中的高速暫存器是一個(gè)9字節(jié)的存儲(chǔ)器，其含意如圖5所示。
開(kāi)始兩個(gè)字節(jié)為被測(cè)溫度的數(shù)字量，其含義如圖2所示。第3、4、5字節(jié)分別為T(mén)H、TL、配置寄存器的復(fù)制，每一次上電復(fù)位時(shí)被重寫(xiě)。配置寄存器有R0、R1組成，其值決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)間等，含義如圖6所示。第7字節(jié)為測(cè)溫計(jì)數(shù)的剩余值。第8字節(jié)為測(cè)溫時(shí)每度的計(jì)數(shù)值。第9 字節(jié)讀出的是前8個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)碼，通過(guò)此碼，可判斷通訊是否正確。

DS18B20的讀寫(xiě)操作介紹
(一)ROM操作命令：
1．讀命令(33H)：通過(guò)該命令主機(jī)可以讀出DS18820的ROM中的8位系列產(chǎn)品代碼、48位產(chǎn)品序列號(hào)和8位CRC校驗(yàn)碼。該命令僅限于單個(gè)DS18B20在線的情況。
2．選擇定位命令(55H)：當(dāng)多片DS18820在線時(shí)，主機(jī)發(fā)出該命令和一個(gè)64位數(shù)，DS18820內(nèi)部ROM與主機(jī)一致者，才響應(yīng)命令。該命令也可用于單個(gè)DS18820的情況。
3．查詢命令(0F0H)：該命令可查詢總線上DS18B20的數(shù)目及其64位序列號(hào)。
4．跳過(guò)ROM序列號(hào)檢測(cè)命令(OCCH)：該命令允許主機(jī)跳過(guò)ROM序列號(hào)檢測(cè)而直接對(duì)寄存器操作，該命令僅限于單個(gè)DS18820在線的情況。
5. 報(bào)警查詢命令(0ECH)：只有報(bào)警標(biāo)志置位后，DS18B20才相應(yīng)該命令。
(二)存儲(chǔ)器操作命令：
1．寫(xiě)入命令(4EH)：該命令可寫(xiě)入寄存器的第2、3、4字節(jié)，即高低溫寄存器和配置寄存器。
復(fù)位信號(hào)發(fā)出之前，三個(gè)字節(jié)必須寫(xiě)完。
2．讀出命令(0BEH)：該命令可讀出寄存器中的內(nèi)容，復(fù)位命令可終止讀出。
3．開(kāi)始轉(zhuǎn)換命令(44H)：該命令使DS18B20立即開(kāi)始溫度轉(zhuǎn)換，當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行時(shí)，主機(jī)這時(shí)讀總線將收到O；當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，主機(jī)這時(shí)讀總線將收到1。若用信號(hào)線給DS18820供電，則主機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)換命令后，必須提供至少相應(yīng)于分辨率的溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間的上拉電平。
4．回調(diào)命令(088H)：該命令把EEROM中的內(nèi)容寫(xiě)到寄存器TH、TL 及配置寄存器中。DS18820上電時(shí)能 自動(dòng)寫(xiě)入。
5．復(fù)制命令(48H)：該命令把寄存器TH、TL及配置寄存器中的內(nèi)容寫(xiě)到EEROM中。
6讀電源標(biāo)志命令(084H)：主機(jī) 發(fā)出該命令后，DS18B20將進(jìn)行響應(yīng)， 發(fā)送電源標(biāo)志，信號(hào)線供電發(fā)O，外接 電源發(fā)1。
(三)DS18820的復(fù)位及讀寫(xiě)時(shí)序：
1．復(fù)位：對(duì)DS18B20操作之前，首先要將它復(fù)位。復(fù)位時(shí)序?yàn)椋?br> (1)主機(jī)將信號(hào)線置為低電平，時(shí)間為480～960μ S。
(2)主機(jī)將信號(hào)線置為高電平，時(shí)間為15～60 μS。
(3)DS18B20發(fā)出60～240μS 的低電平作為應(yīng)答信號(hào)。主機(jī)收到此信 號(hào)后，才能對(duì)DS18820作其它操作。
2．寫(xiě)操作：主機(jī)將信號(hào)線從高電平 拉至低電平，產(chǎn)生寫(xiě)起始信號(hào)。從信號(hào) 線的下降沿開(kāi)始，在15～60 μS的時(shí) 間內(nèi)DS18820對(duì)信號(hào)線檢測(cè)，如信號(hào) 線為高電平，則寫(xiě)1，如信號(hào)線為O，則 寫(xiě)0，從而完成了一個(gè)寫(xiě)周期。在開(kāi)始 另一個(gè)寫(xiě)周期前，必須有1 μ S以上的 高電平恢復(fù)期。
3．讀操作：主機(jī)將信號(hào)線從高電平 拉低至低電平1 μ S以上，再使數(shù)據(jù)線 升為高電平，產(chǎn)生讀起始信號(hào)。從主機(jī) 將信號(hào)線從高電平拉低至低電平起15～60 μS的時(shí)間內(nèi),DS18820將數(shù)據(jù)放到信號(hào)線上，供主機(jī)讀取。從而完成了一個(gè)讀周期。在開(kāi)始另一個(gè)讀周期前，必須有1 μ S以上的高電平恢復(fù)期。

DS18B20和51單片機(jī)AT89C2051的接口電路及程序設(shè)計(jì)

DS18B20和單片機(jī)AT89C2051的接口電路如處圖所示
用單片機(jī)AT89C2051的P1.7口線經(jīng)上拉后接至DS18820的引腳2數(shù)據(jù)端，引腳1接電源地端，引腳3接 5V電源端。

下面給出對(duì)DS18820的操作用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的具體程序。程序已在某產(chǎn)品中得到應(yīng)用。應(yīng)該說(shuō)明的是，程序?qū)?yīng)于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為6MHz，如改用其它時(shí)鐘頻率，程序中的延時(shí)應(yīng)重新調(diào)整。