【文章內(nèi)容簡介】 MSB LSB MSB LSB MSB LSB 第 1 個 8 位表示產(chǎn)品分類編號， DS18B20 的分類號為 10H；接著為 48 位序列號。它是一個大于 281*1012 的十進制編碼，作為該芯片的唯一標示代碼；最后8 位為前 56 位的 CRC 循環(huán)冗余校驗碼，由于每個芯片的 64 位 ROM 代碼不同，因此在單總線上能夠并接多個 DS18B20 進行多點溫度實習檢驗 。 （ 2）溫度傳感器。溫度傳感器是 DS18B20 的核心部分，該功能部件可完成對溫度的測量通過軟件編程可將 55~125℃范圍內(nèi)的溫度值按 9 位、 10 位、 11位、 12 位的分辨率進行量化，以上的分辨率都包括一個符號位，因此對應(yīng)的溫度量化值分別為 ℃、 ℃、 ℃、 ℃，即最高分辨率為 ℃。芯片出廠時默認為 12 位的轉(zhuǎn)換精度。當接收到溫度轉(zhuǎn)換命令（ 44H）后，開始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后的溫度以 16 位帶符號擴展的的二進制補碼形式表示，存儲在高速緩存器 RAM 的第 0， 1 字節(jié)中，二進制數(shù)的前 5 位 是符號位。如果測得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測得的數(shù)值乘上 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測得的數(shù)值需要取反加 1 再乘上 即可得到實際溫度。 （ 3）高速緩存器。 DS18B20 內(nèi)部的高速緩存器包括一個高速暫存器 RAM 和一個非易失性可電擦除的 EEPROM。非易失性可點擦除 EEPROM 用來存放高溫觸發(fā)器 TH、低溫觸發(fā)器 TL 和配置寄存器中的信息。 （ 4）配置寄存器。配置寄存器的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換率。 DS18B20工作是按此寄存器的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值，它 是高速緩存器的第5 個字節(jié)，該字節(jié)定義如表 所示： 表 匹配寄存器 TM R0 R1 1 1 1 1 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 10 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；其余 5 位均固定為 1。 DS18B20 分辨率的設(shè)置如表 所示： 表 DS18B20分辨率的設(shè)置 R1 R0 分辨率 最大轉(zhuǎn)換時間 /ms 0 0 9位 0 1 10位 1 0 11位 375 1 1 12位 750 DS18B20 依靠一個單線端口通訊。在單線端口條件下，必須先建立 ROM 操作協(xié)議，才能進行存儲器和控制操作。因此，控制器必須首先提供下面 5 個 ROM 操作命令之一： 1）讀 ROM； 2）匹配 ROM； 3）搜索 ROM； 4）跳過 ROM； 5）報警搜索。 這些命令對每個器件的激光 ROM 部分進行操作，在單線總線上掛有多個器件時，可以區(qū)分出單個器件，同時可以向總線控制器指明有多少器件或是什么型號的器件。成功執(zhí)行完一條 ROM 操作序列后，即可進行存儲器和控制操作，控制器可以提供 6 條存儲器和控制操作指令中的 任一條。一條控制操作命令指示DS18B20 完成一次溫度測量。測量結(jié)果放在 DS18B20 的暫存器里，用一條讀暫存器內(nèi)容的存儲器操作命令可以把暫存器中數(shù)據(jù)讀出。溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL 各由一個 EEPROM 字節(jié)構(gòu)成。如果沒有對 DS18B20 使用報警搜索命令，這些寄存器可以做為一般用途的用戶存儲器使用?？梢杂靡粭l存儲器操作命令對 TH 和 TL 進行寫入，對這些寄存器的讀出需要通過暫存器。所有數(shù)據(jù)都是以最低有效位在前的方式進行讀寫。 DS18B20 供電方式 DS18B20 可以采用外部電源供電和寄生電源供 電兩種模式。外部電源供電模式是將 DS18B20 的 GND 直接接地， DQ 與但單總線相連作為信號線， VDD 與外部電源正極相連。如圖 所示： 11 圖中 DS18B20 的 DQ 端口通過接入一個 的上拉電阻到 VCC，從而實現(xiàn)外部電源供電方式。 寄生電源供電模式如圖 所示：從圖中可知， DS18B20 的 GND 和 VDD 均直接接地， DQ 與單總線相連，單片機其中一個 I/O 口與 DS18B20 的 DQ 端相連。 DS18B20 的測溫原理 DS18B20的測溫原理如圖 , 其主要由斜率累加器、溫度系數(shù)振蕩器、減法計數(shù)器、溫度存儲器等功能部件組成。 單片機 DS18B20 外部 +5V 電源 VDD DQ VCC 其它單線器件 圖 DS18B20 外部供電方式 單片機 DS18B20 GND 圖 DS18B20 寄生電源供電方式 +5V VCC 12 圖 DS18B20 的測溫原理 DS1820 是這樣測溫 [5]的：用一個高溫度系數(shù)的振蕩器確定一個門周期，內(nèi)部計數(shù)器在這個門周期內(nèi)對一個低溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進行計數(shù)來得到溫度值。計數(shù)器被預(yù)置到對應(yīng)于 55℃的一個值。如果計數(shù)器在門周期結(jié)束前到達0，則溫度寄存器（同樣被預(yù)置到 55℃）的值增加，表明所測溫度大于 55℃。同時，計數(shù)器被復位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計數(shù)器又開始計數(shù)直到 0，如果門周期仍未結(jié)束，將重復這一過程。 斜坡式累加器用來補償感溫振蕩器的非線性，以期在測溫時獲得比較高的分辨率。這是通過改變計數(shù)器對溫度每增加一度所需計數(shù)的的值來實現(xiàn)的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數(shù)器的值和每一度的計數(shù)值。 DS18B20 內(nèi)部對此計算的結(jié)果可提供 ℃的分辨率。溫度以 16bit 帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出，表 給出了溫 度值和輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系。數(shù)據(jù)通過單線接口以串行方式傳輸。 DS18B20 測溫范圍 55℃ ~+125℃，以 ℃遞增。 表 溫度數(shù)據(jù)關(guān)系 溫度 ℃ 數(shù)據(jù)輸出（二進制） 數(shù)據(jù)輸出（十六進制） +125 00000000 11111010 00FA +25 00000000 00110010 0032 + 00000000 00000001 0001 0 00000000 00000000 0000 13 11111111 11111111 FFFF 25 11111111 11001110 FFCE 55 11111111 10010010 FF92 S18B20 遵循單總線協(xié)議，每次測溫時都必須有 4 個過程 [6]： ? 初始化； ? 傳送 ROM 操作命令； ? 傳送 ROM 操作命令； ? 數(shù)據(jù)交換； DS18B20 的 ROM 命令 read ROM（讀 ROM） .命令代碼為 33H，允許主設(shè)備讀出 DS18B20 的 64 位二進制 ROM 代碼。該命令只適用于總線上存在單個 DS18B20. Match ROM（匹配 ROM）。命令代碼為 55H，若總線上有多個從設(shè)備時，適用該命令可選中某一指定的 DS18B20，即只有和 64 位二進制 ROM 代碼完全匹配的DS18B20 才能響應(yīng)其操作。 Skip ROM(跳過 ROM)。命令代碼為 CCH，在啟動所有 DS18B