【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 。 例如 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃ 的數(shù)字輸出為0191H， ℃ 的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃ 的數(shù)字輸出為 FC90H。 溫度值 數(shù)字輸出（二進(jìn)制） 數(shù)字輸出（ 16 進(jìn) 制） +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +℃ 0000 0001 1001 0001 019H +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 圖 DS— 18B20 溫度對(duì)照表 第 15 頁 共 43 頁 DS18B20溫度傳感器的 內(nèi)部存儲(chǔ)器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存 儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)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 。 高速暫存存儲(chǔ)器除了配置寄存器外，還有其他 8 個(gè)字節(jié)組成，其分配如下所示。其中溫度信息（第 1，2 字節(jié)）、 TH 和 TL 值第 3， 4 字節(jié)、第 6～ 8 字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯 1；第 9 字節(jié)讀出的是前面所有 8 個(gè)字節(jié)的 CRC 碼，可用來保證通信正確。 圖 DS18B20 內(nèi)部?jī)?chǔ)存器結(jié)構(gòu)圖 當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第 1， 2 字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃ /LSB 形式表示。溫度值格式如下： 對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位 S=0 時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng) S=1 時(shí)，先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。 TH 用戶字節(jié) 1 TH 用戶字節(jié) 2 配置寄存器 EEPROM 溫度 LSD（ 50h） 溫度 LSD（ 05h） CRC* 保留位 (FFh) 保留位 (10h) 保留位 (0Ch) 配置寄存器 TH 用戶字節(jié) 2* TH 用戶字節(jié) 1* 高速暫存器（上電狀態(tài)） Byte1 Byte8 Byte0 Byte7 Byte6 Byte2 Byte5 Byte4 Byte3 第 16 頁 共 43 頁 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與 TH， TL 作比較，若 TTH 或 TTL,則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只DS18B20 同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行告警搜索。 CRC 的產(chǎn)生 在 64 b ROM 的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC）。主機(jī)根據(jù) ROM 的前56 位來計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC 值做比較，以判斷主機(jī)收到的 ROM數(shù)據(jù)是否正確。 64 位激光（刻）只讀儲(chǔ)存器 8 位 RCR 48 位序列號(hào) 8 位系列號(hào) 配置寄存器 該字節(jié)各位的意義如下： TM R1 R0 1 1 1 1 1 表 配置寄存器結(jié)構(gòu) 低五位一直都是 1， TM 是測(cè)試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式。在 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動(dòng)。 R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（ DS18B20 出廠時(shí)被設(shè)置為 12 位） R1 R0 分辨率 最大溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間 /ms 0 0 9 位 0 1 10 位 1 0 11 位 375 1 1 12 位 750 表 溫度 值分辨率設(shè)置表 由表 可見，設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)。因此，在實(shí) 第 17 頁 共 43 頁 際應(yīng)用中要在分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。 DS18B20 控制流程 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(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì) 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(duì) 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(hào)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(hào)表示復(fù)位成功。 后面還要具體 講述復(fù)位、讀和寫的時(shí)序。 ROM 指令表明了主機(jī)尋址一個(gè)或者多個(gè)DS18B20 中的某個(gè)或某幾個(gè)，或者讀取某個(gè) DS18B20 的 64 位地址。 RAM 指令用于主機(jī)對(duì)DS18B20 內(nèi)部 RAM 的操作。 指令集如表 和表 所示 。 指令 約定代碼 功能 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換， 12 位轉(zhuǎn)換時(shí)最長(zhǎng)為 750ms（ 9 位為 ）。結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié) ROM 中。 讀暫 存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM9 字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的 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)數(shù)據(jù)。 復(fù)制暫存器 48H 將 RAM 的第 4 字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM 中。 重讀 EEPROM 0B8H 將 EEPROM 中的內(nèi)容復(fù)制到 RAM 中的第 4 字節(jié)。 讀供電方式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式， 寄生供電時(shí)DS18B20 發(fā)送“ 0”，外接電源供電DS18B20 發(fā)送“ 1”。 表 RAM 指令 表 指令 代碼 操作說明 溫度轉(zhuǎn)換 44H 開始啟動(dòng) DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換 第 18 頁 共 43 頁 讀 ROM 33H 讀 ROM 內(nèi)容 匹配 ROM 55H 對(duì)指定器件操作 跳過 CCH 跳過器件識(shí)別 讀暫存器 BEH 讀暫存器內(nèi)容 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 ERAM 重寫調(diào)用 ERAM B8H 把 ERAM 中的 TH、 TL 字節(jié)寫到暫存器TH、 TL 字節(jié) 表 ROM 指令 表 備注： 對(duì)于寄生電源模式 下的 DS18B20，在溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到 EEPROM 期間，必須給單總線一個(gè)強(qiáng)上拉?？偩€上在這段時(shí)間內(nèi)不能用其它活動(dòng)。 總線控制器在任何時(shí)刻都可以通過發(fā)出復(fù)位信號(hào)中止數(shù)據(jù)傳輸。 TH、 TL 和配置寄存器這 3 個(gè)字節(jié)的寫入必須在復(fù)位信號(hào)發(fā)起之前。 第 19 頁 共 43 頁 對(duì) DS18B20 的操作流程圖如圖 和 所示 a)復(fù)位操作流程 b)寫操作流 程 c)讀操作流程 指令操作流程圖 上面兩階流程圖說明了任何操作 DS18B20 所應(yīng)遵循的流程。比如用戶進(jìn)行如下操作：先發(fā)送報(bào)警上下限值，并寫入 EEPROM，然后讓 DS18B20 做溫度轉(zhuǎn)換，最后讀取溫度值。 開始 總線置 1 并延時(shí) 返回 總線置 1 并延時(shí)480μS 總線置 1 返回 設(shè)循環(huán)次數(shù)為 8 延時(shí) 480μS 480μS 480μS 寫 1 位數(shù)據(jù) 總線置 0 并延時(shí)16μS 開始 總線置 1，延時(shí) 16μS 8 位寫完？ 返回 設(shè)循環(huán)次數(shù)為 8 延時(shí) 100μS 480μS 480μS 寫 1 位數(shù)據(jù) 總線置 0 并延時(shí)16μS 開始 總線置 1，延時(shí) 60μS 8 位寫完？ 第 20 頁 共 43 頁 DS18B20 的應(yīng)用 DS18B20 測(cè)溫系統(tǒng)具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。下面就是 DS18B20不同應(yīng)用方式下的測(cè)溫電路圖： 圖 測(cè)溫原理圖 1） DS18B20 的主要特性 ① 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電 ② 獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊 ③ DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫 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) ⑤ 溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時(shí)精度為 177?！? ⑥ 可編程的分辨率為 9～ 12 位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、℃ 和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫 ⑦ 在 9 位分辨率時(shí)最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時(shí)最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 ⑧ 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 ⑨ 負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 第 21 頁 共 43 頁 2） DS1820 的基 本操作指令 DS1820 的操作指令分為 ROM 操作命令和存儲(chǔ)器操作命令。 （ 1）、 ROM 操作命令及其含義 Read ROM 指令代碼（ 33h）：如果只有一片 DS1820，可用此命令讀出其序列號(hào)，若在線DS1820 多于一個(gè)，將發(fā)生沖突。 Match ROM 指令代碼（ 55h）：多個(gè) DS1820 在線時(shí)，可用此命令匹配一個(gè)給定序列號(hào)的DS1820，此后的命令就針對(duì)該 DS1820。 Skip ROM 指令代碼（ CCh）：此命令執(zhí)行后的存儲(chǔ)器操作將針對(duì)在線的所有 DS1820。 Search ROM 指令代碼（ F0h）：用以讀出在線的 DS1820 的序列號(hào)。 Alarm Search 指令代碼（ ECh）：當(dāng)溫度值高于 TH 或低于 TL 中的數(shù)值時(shí)，此命令可以讀出報(bào)警的 DS1820。 （ 2）、存儲(chǔ)器操作指令代碼及其含義 Write Scratchpad 指令代碼（ 4Eh）：寫兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)到溫度寄存器。 Read Scratchpad 指令代碼（ BEh）：讀取溫度寄存器的溫度值。 Copy Scratchpad 指令代碼（ 48h）：將溫度寄 存器的數(shù)值拷貝到 EERAM 中，保證溫度值不丟失。 Convert T 指令代碼（ 44h）：?jiǎn)?dòng)在線 DS1280 做溫度 A/D 轉(zhuǎn)換。 Recall E2 指令代碼（ B8h）：將 EERAM 中的數(shù)值拷貝到溫度寄存器中。 Read Power Supply 指令代碼（ B4h）：在本命令送到 DS1280 之后的每一個(gè)讀數(shù)據(jù)間隙，指出電源模式： “0”為寄生電源； “1”為外部電源。 第 22 頁 共 43 頁 3） 溫度測(cè)量的步驟 (1). Read ROM（ 33 h），每次對(duì) DS1820 進(jìn)行操作之前都要對(duì)它進(jìn)行初始 化，主要目的在于確定傳感器已經(jīng)連接到單總線上。 (2). Search ROM（ F0h），這條指令使處理器用排除的方法去辨別總線上的 DS1820。 (3). Match ROM（ 55h），只有準(zhǔn)確的符合 64 位 ROM 序列的 DS1820 才能響應(yīng)其后的指令，當(dāng)然，單點(diǎn)測(cè)溫時(shí)可以使用 Skip ROM（ CCh）指令來跳過這一步。 (4). Convert T（ 44h），發(fā)完指令后應(yīng)查詢總線上的電平，當(dāng)電平位高時(shí)溫度轉(zhuǎn)換完成。 (5). Read Scratchpad（ BEh），將讀指令 發(fā)出后，就可從總線上讀得表示溫度的 2 字節(jié)二進(jìn)制數(shù)。 DS18B20寄生電源供電方式