【文章內容簡介】 高 溫 觸 發(fā) 器TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 VDD DQ VD1 VD2 C 8 圖 DS18B20 內部結構圖 1) 64 位光刻 ROM。 開始 8 位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有 48 位，最后 8 位是前 56 位的 CRC 校驗碼， 非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL，可通過軟件寫入用戶報警上下限值。 64 位 閃速 ROM 的結構如下 表 22 所示。 表 22 ROM 結構 8b 位檢驗 CRC 48 位序列號 8 位工廠代碼（ 10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB 2) 9 字節(jié)高速緩存存儲器，結構如表 23 所示 表 23 DS18B20 內部存儲器結構 字節(jié) 0 溫度測量值 LSB（ 50H） 字節(jié) 1 溫度測量值 MSB（ 50H） E2PROM 字節(jié) 2 TH 高溫寄存器 ?? TH 高溫寄存器 字節(jié) 3 TL 低溫寄存器 ?? TL 低溫寄存器 字節(jié) 4 配位寄存器 ?? 配位寄存器 字節(jié) 5 預留（ FFH） 字節(jié) 6 預留（ 0CH） 字節(jié) 7 預留（ IOH） 字節(jié) 8 循環(huán)冗余碼校驗（ CRC） DS18B20 溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存 RAM和一個非易失性的可電擦除的 E2PRAM。高速暫存 RAM 的結構為 8 字節(jié)的存儲器。頭 2 個字節(jié)包含測得的 9 溫度信息，第 3 和第 4 字節(jié) TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第5 個字節(jié)，為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數字轉換分辨率。 DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數值。它的內部存儲器結構和字節(jié)定義如 表24 和表 25 所示。低 5 位一直為１， TM 是工作模式位，用于設置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。 表 24 DS18B20 字節(jié)定義 DS18B20 出廠時該位被設置為 0，用戶要去改動， R1 和 R0 決定溫度轉換的精度位數，來設置分辨率，詳見表 25。 表 25 DS18B20 分辨率設置 R1 R0 分 辨率 /位 溫度最大轉向時間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 由表 25 可見，分辨率越高， 所需要的溫度數據轉換時間越長。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。 高速暫存 RAM 的第 8 字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯 1。第 9 字節(jié)讀出前面所有 8 字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗數據，從而保證通信數據的正確性。 3) 溫度數據值格式。 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以 16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 2 字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數據，讀數據時低位在先，高位在后，數據格式以 ℃／ LSB 形式表示。溫度值格式見表 26 所示。 TM R1 R0 1 1 1 1 1 10 表 26 溫度數據值格式 LS 字節(jié) MS 字節(jié) 其中“ S”為標志位，對應的溫度計算：當符號位 S＝ 0 時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位 S＝ 1 時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數值。 表 27 是一部分溫度值對應的二進制溫度數據。 表 27 一部分溫度對應值表 溫度 /℃ 二進制表示 十六進制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0000 0191H + 0000 0000 1010 0001 00A2H + 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H 1111 1111 1111 0000 FFF8H 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20 的工作原理 工作時，主機控制 DS18B20 使各種命令對 DS18B20 進行操作 :初始化 DS18B20，發(fā)ROM 功能指令、發(fā)存儲器操作指令。這些 ROM 和 RAM 指令集如表 28 和表 29 所示。23 22 21 20 21 22 23 24 S S S S S 26 25 24 11 表 28 ROM 指令表 指令 約定代碼 功 能 讀 ROM 33H 讀 DS18B20 ROM 中的編碼 匹配 ROM 55H 發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單線總線上與該編碼相對應的 DS18B20 使之作出響應， 為下一步對該DS18B20 的讀寫作準備 搜索 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個數和識別 64 位 ROM地址，為操作各器件作好準備 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 發(fā)溫度變換命令，適用于 單片工作。 報警搜索 命 令 0ECH 執(zhí)行后，只有溫度超過設定值上限或者下限的片子才做出響應 表 29 RAM 指令表 溫度變換 44H 啟動 DS18B20 進行溫度轉換，轉 換時間最長為 500MS，結果存入內部 9 字節(jié) RAM 中 讀暫存器 0BEH 讀內部 RAM 中 9 字節(jié)的內容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內部 RAM 的第 3， 4 字節(jié)寫上、下限溫度數據命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數據 復制暫 存器 48H 將 E2PRAM 中第 3， 4 字節(jié)內容復制到 E2PRAM 中 重調E2PRAM 0BBH 將 E2PRAM 中內容恢復到 RAM 中的第 3， 4 字節(jié) 讀 供 電 方 式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時 DS18B20 發(fā)送“ 0”，外接電源供電 DS18B20 發(fā)送“ 1” 根據 DS18B20 的通訊協(xié)議，主機控制 DS18B20 完成溫度轉換必須經過三個步驟： 1. 每一次讀寫之前都 必須 要對 DS18B20 進行復位 ； 2. 復位成功后發(fā)送一條 ROM 指令 ； 3. 最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進行預定的操作。 復位要求主 CPU 將數據線下拉 500 微秒，然后釋放， DS18B20 收到信號后等待 15～ 12 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