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DS18B20

DS18B20特點

1．單線結構，只需一根信號線和CPU相連。

2. 不需要外部元件，直接輸出串行數據。

3. 可不需要外部電源，直接通過信號線供電，電源電壓范圍為3.3V～5V。

4．測溫精度高，測溫范圍為：一55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范圍內，精度為±O.5℃。

5．測溫分辨率高，當選用12位轉換位數時，溫度分辨率可達0．0625℃。

6．數字量的轉換精度及轉換時間可通過簡單的編程來控制：9位精度的轉換時間為93．75 ms：10位精度的轉換時間187.5ms：12位精度的轉換時間750ms。

7.具有非易失性上、下限報警設定的功能，用戶可方便地通過編程修改上、下限的數值。

8．可通過報警搜索命令識別哪片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：數字信號輸入／輸出端。



GND：電源地端。





VDD：外接供電電源輸入端(在寄生電源接線時此腳應接地)。

DS18B20內部結構簡要介紹：

DS18820的內部結構如圖3所示：主要有64位光刻ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報警觸發器TH和TL、配置寄存器等組成。

1．64位光刻ROM是生產廠家給每一個出廠的DS18820命名的產品序列號，可以看作為該器件的地址序列號。其作用是使每一個出廠的DS18820地址序列號都各不相同，這樣，就可以實現一根總線上掛接多個DS18820的目的。

2．DS18820中的溫度傳感器完成對溫度的測量，輸出格式為：16位符號擴展的二進制補碼。當測溫精度設置為12位時，分辨率為O．0625℃，即O．0625℃／LSB。其二進制補碼格式如圖2所示。

其中，S為符號位，S=1，表示溫度 為負值；S=0，表示溫度為正值。例如+125℃的數字輸出為07D0H，-55℃的數字輸出為FC90H。一些溫度值對應的數字輸出如圖4所示。

3．DS18820中的低溫觸發器TL、高溫觸發器TH，用于設置低溫、高溫的報警數值。DS18820完成一個周期的溫度測量后，將測得的溫度值和TL、TH相比較，如果小于TL，或大于TH，則表示溫度越限，將該器件內的告警標志位置位，并對主機發出的告警搜索命令作出響應。需要修改上、下限溫度值時，只需使用一個功能命令即可對TL、TH寫入，十分方便。

4．DS18820中的高速暫存器是一個9字節的存儲器，其含意如圖5所示。

開始兩個字節為被測溫度的數字量，其含義如圖2所示。第3、4、5字節分別為TH、TL、配置寄存器的復制，每一次上電復位時被重寫。配置寄存器有R0、R1組成，其值決定溫度轉換的精度位數、轉換時間等，含義如圖6所示。第7字節為測溫計數的剩余值。第8字節為測溫時每度的計數值。第9 字節讀出的是前8個字節的CRC校驗碼，通過此碼，可判斷通訊是否正確。

DS18B20的讀寫操作介紹

(一)ROM操作命令：

1．讀命令(33H)：通過該命令主機可以讀出DS18820的ROM中的8位系列產品代碼、48位產品序列號和8位CRC校驗碼。該命令僅限于單個DS18B20在線的情況。

2．選擇定位命令(55H)：當多片DS18820在線時，主機發出該命令和一個64位數，DS18820內部ROM與主機一致者，才響應命令。該命令也可用于單個DS18820的情況。

3．查詢命令(0F0H)：該命令可查詢總線上DS18B20的數目及其64位序列號。

4．跳過ROM序列號檢測命令(OCCH)：該命令允許主機跳過ROM序列號檢測而直接對寄存器操作，該命令僅限于單個DS18820在線的情況。

5. 報警查詢命令(0ECH)：只有報警標志置位后，DS18B20才相應該命令。

(二)存儲器操作命令：

1．寫入命令(4EH)：該命令可寫入寄存器的第2、3、4字節，即高低溫寄存器和配置寄存器。

復位信號發出之前，三個字節必須寫完。

2．讀出命令(0BEH)：該命令可讀出寄存器中的內容，復位命令可終止讀出。

3．開始轉換命令(44H)：該命令使DS18B20立即開始溫度轉換，當溫度轉換正在進行時，主機這時讀總線將收到O；當溫度轉換結束時，主機這時讀總線將收到1。若用信號線給DS18820供電，則主機發出轉換命令后，必須提供至少相應于分辨率的溫度轉換時間的上拉電平。

4．回調命令(088H)：該命令把EEROM中的內容寫到寄存器TH、TL 及配置寄存器中。DS18820上電時能 自動寫入。

5．復制命令(48H)：該命令把寄存器TH、TL及配置寄存器中的內容寫到EEROM中。

6讀電源標志命令(084H)：主機 發出該命令后，DS18B20將進行響應， 發送電源標志，信號線供電發O，外接 電源發1。

(三)DS18820的復位及讀寫時序：

1．復位：對DS18B20操作之前，首先要將它復位。復位時序為：

(1)主機將信號線置為低電平，時間為480～960μ S。

(2)主機將信號線置為高電平，時間為15～60 μS。

(3)DS18B20發出60～240μS 的低電平作為應答信號。主機收到此信 號后，才能對DS18820作其它操作。

2．寫操作：主機將信號線從高電平 拉至低電平，產生寫起始信號。從信號 線的下降沿開始，在15～60 μS的時 間內DS18820對信號線檢測，如信號 線為高電平，則寫1，如信號線為O，則 寫0，從而完成了一個寫周期。在開始 另一個寫周期前，必須有1 μ S以上的 高電平恢復期。

3．讀操作：主機將信號線從高電平 拉低至低電平1 μ S以上，再使數據線 升為高電平，產生讀起始信號。從主機 將信號線從高電平拉低至低電平起15～60 μS的時間內,DS18820將數據放到信號線上，供主機讀取。從而完成了一個讀周期。在開始另一個讀周期前，必須有1 μ S以上的高電平恢復期。

DS18B20和單片機AT89C2051的接口電路如處圖所示

用單片機AT89C2051的P1.7口線經上拉后接至DS18820的引腳2數據端，引腳1接電源地端，引腳3接+5V電源端。

下面給出對DS18820的操作用匯編語言編寫的具體程序。程序已在某產品中得到應用。應該說明的是，程序對應于單片機的時鐘頻率為6MHz，如改用其它時鐘頻率，程序中的延時應重新調整。