DS18B20數(shù)字溫度傳感器
工作原理編輯DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由2s減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號發(fā)送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預(yù)置值。 [2]
技術(shù)性能編輯
1、技術(shù)性能描述：
①、 獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。
② 、測溫范圍 －55℃～+125℃，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前
是錯誤的）1℃。
③、支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，實現(xiàn)多點(diǎn)測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环(wěn)定。
④、工作電源: 3.0~5.5V/DC （可以數(shù)據(jù)線寄生電源）
⑤ 、在使用中不需要任何外圍元件
⑥、 測量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送
⑦ 、不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6
⑧ 、適用于DN15~25, DN40~DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫
⑨、 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/2”任選
⑩ 、PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。
DS18B20+ 和 Maxim Integrated 信息 [1]
Manufactured by Maxim Integrated, DS18B20+ is a 溫度傳感器.
應(yīng)用范圍編輯
該產(chǎn)品適用于冷凍庫，糧倉，儲罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測溫和控制領(lǐng)域。
軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測溫和控制。
汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。
供熱/制冷管道熱量計量，中央空調(diào)分戶熱能計量和工業(yè)領(lǐng)域測溫和控制。
型號規(guī)格編輯
型 號 測溫范圍 安裝螺紋 電纜長度 適用管道
TS-18B20 -55~125 無 1.5 m
TS-18B20A -55~125 M10X1 1.5m DN15~25
TS-18B20B -55~125 1/2”G 接線盒 DN40~ 60
接線說明編輯
接線方法
面對著平的那一面，左負(fù)右正，一旦接反就會立刻發(fā)熱，有可能燒毀！同時，接反也是導(dǎo)致該傳感器總是顯示85℃的原因。實際操作中將正負(fù)反接，傳感器立即發(fā)熱，液晶屏不能顯示讀數(shù)，正負(fù)接好后顯示85℃。另外，如果使用51單片機(jī)的話，那么中間那個引腳必須接上4.7K—10K的上拉電阻，否則，由于高電平不能正常輸入/輸出，要么通電后立即顯示85℃，要么用幾個月后溫度在85℃與正常值上亂跳。
特點(diǎn)
獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信 多點(diǎn)能力，簡化了分布式溫度傳感應(yīng)用 無需外部元件 可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.0 V至5.5 V 無需備用電源 測量溫度范圍為-55 ° C至+125 ℃ 。華氏相當(dāng)于是-67 ° F到257° F。在攝氏度-10 ° C至+85 ° C范圍內(nèi)精度為±0.5 ° C
溫度傳感器可編程的分辨率為9~12位，溫度轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字格式最大值為750毫秒，用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置，應(yīng)用范圍包括恒溫控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計、或任何熱敏感系統(tǒng)
描述該DS18B20的數(shù)字溫度計提供9至12位（可編程設(shè)備溫度讀數(shù))。由于DS18B20是一條口線通信，所以中央微處理器與DS18B20只有一個一條口線連接。為讀寫以及溫度轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)線本身獲得能量，不需要外接電源。 因為每一個DS18B20的包含一個獨(dú)特的序號，多個ds18b20s可以同時存在于一條總線。這使得溫度傳感器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測建筑物內(nèi)溫設(shè)備或機(jī)器，并進(jìn)行過程監(jiān)測和控制。
DS18B20采用一線通信接口。因為一線通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）讀ROM， 2 ）ROM匹配， 3 ）搜索ROM， 4 ）跳過ROM， 5 ）報警檢查。這些指令操作作用在沒有一個器件的64位光刻ROM序列號，可以在掛在一線上多個器件選定某一個器件，同時，總線也可以知道總線上掛有有多少，什么樣的設(shè)備。
若指令成功地使DS18B20完成溫度測量，數(shù)據(jù)存儲在DS18B20的存儲器。一個控制功能指揮指示DS18B20的演出測溫。測量結(jié)果將被放置在DS18B20內(nèi)存中，并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲器。溫度報警觸發(fā)器TH和TL都有一字節(jié)EEPROM 的數(shù)據(jù)。如果DS18B20不使用報警檢查指令，這些寄存器可作為一般的用戶記憶用途。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。寫TH,TL指令以及配置字節(jié)利用一個記憶功能的指令完成。通過緩存器讀寄存器。所有數(shù)據(jù)的讀，寫都是從最低位開始。
部件描述編輯
存儲器
DS18B20的存儲器包括高速暫存器RAM和可電擦除RAM，可電擦除RAM又包括溫度觸發(fā)器TH和TL，以及一個配置寄存器。存儲器能完整的確定一線端口的通訊，數(shù)字開始用寫寄存器的命令寫進(jìn)寄存器，接著也可以用讀寄存器的命令來確認(rèn)這些數(shù)字。當(dāng)確認(rèn)以后就可以用復(fù)制寄存器的命令來將這些數(shù)字轉(zhuǎn)移到可電擦除RAM中。當(dāng)修改過寄存器中的數(shù)時，這個過程能確保數(shù)字的完整性。
高速暫存器RAM是由8個字節(jié)的存儲器組成；。用讀寄存器的命令能讀出第九個字節(jié)，這個字節(jié)是對前面的八個字節(jié)進(jìn)行校驗。。
64-位光刻ROM
64位光刻ROM的前8位是DS18B20的自身代碼，接下來的48位為連續(xù)的數(shù)字代碼，最后的8位是對前56位的CRC校驗。64-位的光刻ROM又包括5個ROM的功能命令：讀ROM，匹配ROM，跳躍ROM，查找ROM和報警查找。
外部電源的連接
DS18B20可以使用外部電源VDD，也可以使用內(nèi)部的寄生電源。當(dāng)VDD端口接3.0V—5.5V的電壓時是使用外部電源；當(dāng)VDD端口接地時使用了內(nèi)部的寄生電源。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電阻。
配置寄存器
配置寄存器是配置不同的位數(shù)來確定溫度和數(shù)字的轉(zhuǎn)化。
可以知道R1，R0是溫度的決定位，由R1，R0的不同組合可以配置為9位，10位，11位，12位的溫度顯示。這樣就可以知道不同的溫度轉(zhuǎn)化位所對應(yīng)的轉(zhuǎn)化時間，四種配置的分辨率分別為0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃，出廠時以配置為12位。
溫度的讀取
DS18B20在出廠時以配置為12位，讀取溫度時共讀取16位，前5個位為符號位，當(dāng)前5位為1時，讀取的溫度為負(fù)數(shù)；當(dāng)前5位為0時，讀取的溫度為正數(shù)。溫度為正時讀取方法為：將16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制即可。溫度為負(fù)時讀取方法為：將16進(jìn)制取反后加1，再轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制即可。例：0550H = +85 度，F(xiàn)C90H = -55 度。
控制方法編輯
DS18B20有六條控制命令，如表4.1所示：
表4.1 為DS18B20有六條控制命令
指 令 約定代碼 操 作 說 明
溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換
讀暫存器 BEH 讀暫存器9字節(jié)二進(jìn)制數(shù)字
寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、TL字節(jié)
復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2PROM中
重新調(diào)E2PROM B8H 把E2PROM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH、TL字節(jié)
讀電源供電方式 B4H 啟動DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號給主CPU
初始化
（1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。
（2） 延時（該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點(diǎn)）
（3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。
（4） 延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。
（5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。
（6） 延時等待（如果初始化成功則在15到60微秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時控制）。
（7） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒。
（8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。
其時序如圖4.13所示：
圖4.13 初始化時序圖
寫操作
（1） 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。
（2） 延時確定的時間為15微秒。
（3） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。
（4） 延時時間為45微秒。
（5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。
（6） 重復(fù)上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。
（7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。
DS18B20的寫操作時序圖如圖4.14所示。
圖4.14 DS18B20的寫操作時序圖
讀操作
（1）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。
（2）延時2微秒。
（3）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。
（4）延時3微秒。
（5）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。
（6）延時5微秒。
（7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
（8）延時60微秒。
DS18B20的讀操作時序圖如圖4.15所示。
圖1.15 DS18B20的讀操作圖
主要特征編輯
1、DS18B20的主要特性
1.1、適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電
1.2、獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊
1.3、 DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫
1.4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)
1.5、溫范圍－55℃～+125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃
1.6、可編程 的分辨率為9～12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現(xiàn)高精度測溫
1.7、在9位分辨率時最多在 93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快
1.8、測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以"一 線總線"串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力
1.9、負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。
2、DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)
DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的外形及管腳排列如下圖1:
DS18B20引腳定義：
(1)DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；
(2)GND為電源地；
(3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。
圖2：DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
3、DS18B20工作原理
DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由2s 減為750ms。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對 低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器1重 新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即 為所測溫度。圖3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預(yù)置值。
圖3：DS18B20測溫原理框圖
DS18B20有4個主要的數(shù)據(jù)部件：
（1）光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位 （28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用 是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。
（2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 0.0625℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號位。
表1: DS18B20溫度值格式表
這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0， 這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際 溫度。 例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625℃的數(shù)字輸出為0191H，-25.0625℃的數(shù)字輸出為FE6FH，-55℃的數(shù)字輸出為FC90H 。
表2: DS18B20溫度數(shù)據(jù)表
（3）DS18B20溫度傳感器的存儲器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。
（4）配置寄存器 該字節(jié)各位的意義如下：
表3：配置寄存器結(jié)構(gòu)
TM
R1
R0
1
1
1
1
1
低五位一直都是"1"，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用 戶不要去改動。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時被設(shè)置為12位）
表4：溫度分辨率設(shè)置表
R1
R0
分辨率
溫度最大轉(zhuǎn)換時間
0
0
9位
93.75ms
0
1
10位
187.5ms
1
0
11位
375ms
1
1
12位
750ms
4、高速暫存存儲器高速暫存存儲器由9個字節(jié)組成，其分配如表5所示。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在 高速暫存存儲器的第0和第1個字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如表1所示。對應(yīng)的溫度計算： 當(dāng)符號位S=0時，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計算十進(jìn)制值。表 2是對應(yīng)的一部分溫度值。第九個字節(jié)是 冗余檢驗字節(jié)。
表5：DS18B20暫存寄存器分布
寄存器內(nèi)容
字節(jié)地址
溫度值低位 （LS Byte）
0
溫度值高位 （MS Byte）
1
高溫限值（TH）
2
低溫限值（TL）
3
配置寄存器
4
保留
5
保留
6
保留
7
CRC校驗值
8
根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進(jìn)行 復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后 釋放，當(dāng)DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。
表6：ROM指令表
指 令
約定代碼
功 能
讀ROM
33H
讀DS1820溫度傳感器ROM中的編碼（即64位地址）
符合 ROM
55H
發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應(yīng)的 DS1820 使之作出響應(yīng)，為下一步對該 DS1820 的讀寫作準(zhǔn)備。
搜索 ROM
0FOH
用于確定掛接在同一總線上 DS1820 的個數(shù)和識別 64 位 ROM 地址。為操作各器件作好準(zhǔn)備。
跳過 ROM
0CCH
忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 發(fā)溫度變換命令。適用于單片工作。
告警搜索命令
0ECH
執(zhí)行后只有溫度超過設(shè)定值上限或下限的片子才做出響應(yīng)。
表6：RAM指令表
指 令
約定代碼
功 能
溫度變換
44H
啟動DS1820進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時最長為750ms（9位為93.75ms）。結(jié)果存入內(nèi)部9字節(jié)RAM中。
讀暫存器
0BEH
讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容
寫暫存器
4EH
發(fā)出向內(nèi)部RAM的3、4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。
復(fù)制暫存器
48H
將RAM中第3 、4字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中。
重調(diào) EEPROM
0B8H
將EEPROM中內(nèi)容恢復(fù)到RAM中的第2、3字節(jié)。
讀供電方式
0B4H
讀DS1820的供電模式。寄生供電時DS1820發(fā)送“ 0 ”，外接電源供電 DS1820發(fā)送“ 1 ”。
5、DS18B20的應(yīng)用電路DS18B20測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。下面就是DS18B20幾個不同應(yīng)用方式下的 測溫電路圖：
5.1、DS18B20寄生電源供電方式電路圖如下面圖4所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號線上汲取能量：在信號線DQ處于高電平期間把能量儲存在內(nèi)部 電容里，在信號線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。
獨(dú)特的寄生電源方式有三個好處：
1）進(jìn)行遠(yuǎn)距離測溫時，無需本地電源
2）可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM
3）電路更加簡潔，僅用一根I/O口實現(xiàn)測溫
要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由 于每個DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測溫時，只靠4.7K上拉電阻就無法提供足夠的 能量，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。
因此，圖4電路只適應(yīng)于單一溫度傳感器測溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。并 且工作電源VCC必須保證在5V，當(dāng)電源電壓下降時，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會使溫度誤差變大。
圖4
圖4
5.2、DS18B20寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖改進(jìn)的寄生電源供電方式如下面圖5所示，為了使DS18B20在動態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到 E2存儲器操作時，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到E2存儲器或啟動溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最 多10μS內(nèi)把I/O線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。在強(qiáng)上拉方式下可以解決電流供應(yīng)不走的問題，因此也適合于多點(diǎn)測溫應(yīng)用，缺 點(diǎn)就是要多占用一根I/O口線進(jìn)行強(qiáng)上拉切換。
圖5
圖5
圖5
注意：在圖4和圖5寄生電源供電方式中，DS18B20的VDD引腳必須接地
5.3、DS18B20的外部電源供電方式
在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證 轉(zhuǎn)換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng)。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空 ，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85℃。
圖6：外部供電方式單點(diǎn)測溫電路
圖6
圖6
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圖7：外部供電方式的多點(diǎn)測溫電路圖
圖7
圖7
外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度 監(jiān)控系統(tǒng)。站長推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。在外接電源方式下， 可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC降到3V時，依然能夠保證溫度量精度。
6、DS1820使用中注意事項
DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題：
6.1、較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此 ，在對DS1820進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對 DS1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。
6.2、在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個 DS1820，在實際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測溫系統(tǒng)設(shè)計時 要加以注意。
6.3、連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的 測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正 常通訊距離進(jìn)一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用DS1820進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考 慮總線分布電容和阻抗匹配問題。
6.4、在DS1820測溫程序設(shè)計中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦 某個DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予 一定的重視。 測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接VCC和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。
應(yīng)用舉例編輯
利用DS18B20構(gòu)成的數(shù)字溫度計
用一片DS18B20構(gòu)成測溫系統(tǒng)，測量的溫度精度達(dá)到0.1度，測量的溫度的范圍在－20度到+100度之間，用8位
數(shù)碼管顯示出來
編輯：admin 最后修改時間：2019-12-17
