【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 二進(jìn)制中的前面 5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 ；如果溫度小于 0，這 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 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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(lái)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(kāi)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(guò)單線(xiàn)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(hù)字節(jié) 1 TH用戶(hù)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(hù)字節(jié) 2* TH用戶(hù)字節(jié) 1* 高速暫存器（上電狀態(tài)） Byte1 Byte8 Byte0 Byte7 Byte6 Byte2 Byte5 Byte4 Byte3 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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(lái)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(hù)不要去改動(dòng)。 R1 和 R0 用來(lái)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(jiàn)，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)課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)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(xiàn)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(xiě)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(xiě)暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的 4 字節(jié)寫(xiě)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(shuō)明 溫度轉(zhuǎn)換 44H 開(kāi)始啟動(dòng) DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 讀 ROM 33H 讀 ROM 內(nèi)容 匹配 ROM 55H 對(duì)指定器件操作 跳過(guò) CCH 跳過(guò)器件識(shí)別 讀暫存器 BEH 讀暫存器內(nèi)容 寫(xiě)暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫(xiě)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(xiě)到 ERAM 重寫(xiě)調(diào)用 ERAM B8H 把 ERAM 中的 TH、 TL 字節(jié)寫(xiě)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(xiàn)一個(gè)強(qiáng)上拉?？偩€(xiàn)上在這段時(shí)間內(nèi)不能用其它活動(dòng)。 總線(xiàn)控制器在任何時(shí)刻都可以通過(guò)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(xiě)入必須在復(fù)位信號(hào)發(fā)起之前。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 對(duì) DS18B20 的操作流程圖如圖 和 所示 a)復(fù)位操作流程 b)寫(xiě)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(shuō)明了任何操作 DS18B20所應(yīng)遵循的流程。比如用戶(hù)進(jìn)行如下操作：先發(fā)送報(bào)警上下限值，并寫(xiě)入 EEPROM，然后讓 DS18B20 做溫度轉(zhuǎn)換，最后讀取溫度值。 開(kāi)始 總線(xiàn)置 1 并延時(shí) 返回 總線(xiàn)置 1 并延時(shí)480μS 總線(xiàn)置 1 返回 設(shè)循環(huán)次數(shù)為 8 延時(shí) 480μS 480μS 480μS 寫(xiě) 1 位數(shù)據(jù) 總線(xiàn)置 0 并延時(shí)16μS 開(kāi)始 總線(xiàn)置 1，延時(shí) 16μS 8 位寫(xiě)完？ 返回 設(shè)循環(huán)次數(shù)為 8 延時(shí) 100μS 480μS 480μS 寫(xiě) 1 位數(shù)據(jù) 總線(xiàn)置 0 并延時(shí)16μS 開(kāi)始 總線(xiàn)置 1，延時(shí) 60μS 8 位寫(xiě) 完？ 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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(xiàn)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(xiàn)供電 ② 獨(dú)特的單線(xiàn)接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)總線(xiàn) 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。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)的所有 DS1820。 Search ROM 指令代碼（ F0h）：用以讀出在線(xiàn)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(xiě)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(xiàn) 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。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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(xiàn)上。 (2). Search ROM（ F0h），這條指令使處理器用排除的方法去辨別總線(xiàn)上的 DS1820。 (3). Match ROM（ 55