【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的 高 電 平 算 起 （ 第 （ 5） 步 的 時(shí) 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 。DS18B20 的 的 初 始 化 見 圖 所 示 。圖 DS18B20 的 的 初 始 化2. DS18B20 的 寫 操 作（ 1） 數(shù) 據(jù) 線 先 置 低 電 平 “0”； 　 　 （ 2） 延 時(shí) 確 定 的 時(shí) 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(shí) 時(shí) 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 。在 這 里 要 注 意 的 是 （ 3） ， 寫 數(shù) 據(jù) 時(shí) 時(shí) 1bit 單 獨(dú) 傳 送 ， 這 里 有 兩 種 情 況 。當(dāng) 需 要 傳 送 “1”時(shí) ， 單 片 機(jī) 應(yīng) 該 給 DS18B20 芯 片 的 DQ 接 口 賦 低 電 平 ，大 約 15 秒 以 后 ， 將 DQ 釋 放 為 高 電 平 ， 延 時(shí) 約 45 微 妙 即 可 。當(dāng) 需 要 傳 送 “0”時(shí) ， 單 片 機(jī) 應(yīng) 該 給 DS18B20 芯 片 的 DQ 接 口 賦 低 電 平 ，并 且 持 續(xù) 拉 低 最 少 60 微 妙 ， 然 后 將 DQ 釋 放 為 高 電 平 ， 再 延 時(shí) 約 15 秒 即可 。DS18B20 的 寫 操 作 時(shí) 序 圖 見 圖 所 示 。圖 DS18B20 的 寫 操 作 時(shí) 序 圖 3. DS18B20 的 讀 操 作　 　 （ 1） 將 數(shù) 據(jù) 線 拉 高 “1”； 　 　 （ 2） 延 時(shí) 2 微 秒 ； 　 　 （ 3） 將 數(shù) 據(jù) 線 拉 低 “0”； 　 　 （ 4） 延 時(shí) 15 微 秒 ； 　 　 （ 5） 將 數(shù) 據(jù) 線 拉 高 “1”； （ 6） 延 時(shí) 15 微 秒 ； （ 7） 讀 數(shù) 據(jù) 線 的 狀 態(tài) 得 到 一 個(gè) 狀 態(tài) 位 ， 并 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處 理 ； （ 8） 延 時(shí) 30 微 秒 ；這 里 只 要 按 以 上 操 作 將 狀 態(tài) 位 的 各 各 bit 按 順 序 儲(chǔ) 存 好 即 可 。DS18B20 的 讀 操 作 時(shí) 序 圖 見 圖 所 示 。圖 DS18B20 的 讀 操 作 時(shí) 序 圖 DS18B20 的指令與格式 DS18B20 溫 度 格 式 圖 見 圖 所 示 。圖 DS18B20 溫 度 格 式 圖這 是 12 位 轉(zhuǎn) 化 后 得 到 的 12 位 數(shù) 據(jù) ， 存 儲(chǔ) 在 DS18B20 的 兩 個(gè) 8 比 特 的RAM 中 ， 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 即 可 得 到 實(shí) 際 溫 度 ； 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 即 可 得 到 實(shí) 際 溫度 。 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 FE6FH， 55℃ 的 數(shù) 字 輸 出 為 FC90H 。DS18B20 溫 度 傳 感 器 的 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 。 配 置 寄 存 器 ， 該 字 節(jié) 各 位 的 意義 見 表 所 示 。表 配 置 寄 存 器 結(jié) 構(gòu)溫度 數(shù)據(jù)輸出（二進(jìn)制） 數(shù)據(jù)輸出（十六進(jìn)制）+125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0+85℃ 0000 0101 0101 0000 0550+℃ 0000 0001 1001 0001 0191+℃ 0000 0000 1010 0010 00A2+℃ 0000 0000 0000 1000 00080℃ 0000 0000 0000 0000 0000℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8℃ 1111 1111 0101 1110 FF5E℃ 1111 1110 0110 1111 FE6F55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90高 速 暫 存 存 儲(chǔ) 器 由 9 個(gè) 字 節(jié) 組 成 。 其 分 配 見 表 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(chǔ) 器的 第 0 和 第 1 個(gè) 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 。 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 為 原 碼 ， 再 計(jì) 算 十 進(jìn) 制 值 。 第 九 個(gè) 字 節(jié) 是 冗 余檢 驗(yàn) 字 節(jié) 。 表 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 7CRC 校驗(yàn)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(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 。 ROM 指 令 表 見 表 所 示 ， RAM 指 令 表 見 表 所 示 。表 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(duì)應(yīng)的 DS1820 使之作出響應(yīng)，為下一步對(duì)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(gè)數(shù)和識(shí)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。警 告 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 RAM 指 令 表指 令 約定代碼 功 能溫度變換 44H 啟動(dòng) DS1820 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) 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 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 3 、4 字節(jié)。讀供電方式 0B4H 讀 DS1820 的供電模式。寄生供電時(shí) DS1820 發(fā)送“ 0 ”，外接電源供電 DS1820 發(fā)送“ 1 ”。 DS18B20 寄生電源供電方式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 幾 個(gè) 不 同 應(yīng) 用 方 式 下 的 測(cè) 溫 電 路 圖 ：DS18B20 寄 生 電 源 供 電 方 式 電 路 圖 ， 見 圖 所 示 ， 在 寄 生 電 源 供 電方 式 下 ， DS18B20 從 單 線 信 號(hào) 線 上 汲 取 能 量 ： 在 信 號(hào) 線 DQ 處 于 高 電 平 期間 把 能 量 儲(chǔ) 存 在 內(nèi) 部 電 容 里 ， 在 信 號(hào) 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(gè) 好 處 ： 　 　 1. 進(jìn) 行 遠(yuǎn) 距 離 測(cè) 溫 時(shí) ， 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(jiǎn) 潔 ， 僅 用 一 根 I/O 口 實(shí) 現(xiàn) 測(cè) 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(gè) DS18B20 在 溫 度 轉(zhuǎn) 換 期 間 工 作 電 流 達(dá) 到1mA， 當(dāng) 幾 個(gè) 溫 度 傳 感 器 掛 在 同 一 根 I/O 線 上 進(jìn) 行 多 點(diǎn) 測(cè) 溫 時(shí) ， 只 靠 上 拉 電 阻 就 無 法 提 供 足 夠 的 能 量 ， 會(huì) 造 成 無 法 轉(zhuǎn) 換 溫 度 或 溫 度 誤 差 極 大 。 　 　 因 此 ， 這 種 電 路 只 適 應(yīng) 于 單 一 溫 度 傳 感 器 測(cè) 溫 情 況 下 使 用 ， 不 適 宜 采 用供 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(shí) ， 寄生 電 源 能 夠 汲 取 的 能 量 也 降 低 ， 會(huì) 使 溫 度 誤 差 變 大 。 　 　 圖 DS18B20 寄 生 電 源 供 電 方 式　 DS18B20 改進(jìn)的寄生電源供電方式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 式見 圖 所 示 ， 為 了 使 DS18B20 在 動(dòng) 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(chǔ) 器 操 作 時(shí) ， 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(chǔ) 器 或 啟 動(dòng)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(cè) 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 改 進(jìn) 的 寄 生 電 源 供 電 方 式　 　 注 意 ： 在 見 圖 所 示 、 見 圖 所 示 寄 生 電 源 供 電 方 式 中 ，DS18B20 的 VDD 引 腳 必 須 接 地 。 DS18B20 外部電源供電方式DS18B20 的 外 部 電 源 供 電 方 式 見 圖 所 示 ， 在 外 部 電 源 供 電 方 式 下 ，DS18B20 工 作 電 源 由 VDD 引 腳 接 入 ， 此 時(shí) 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(shí) 在 總 線 上 理 論 可 以 掛 接 任 意多 。 DS18B20 傳 感 器 ， 組 成 多 點(diǎn) 測(cè) 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 外 部 供 電 方 式 單 點(diǎn) 測(cè) 溫 電 路 在 本 次 設(shè) 計(jì) 中 采 用 外 部 電 源 供 電 方 式 ， 連 接 方 法 見 圖 所 示 。圖 設(shè) 計(jì) 中 采 用 的 測(cè) 溫 電 路直接將 DS18B20 的 I/O 口接在單片機(jī)的 P2^2 上，這樣在硬件方面就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，從而達(dá)到溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?DS18B20 寄生電源供電方式外 部 供 電 方 式 的 多 點(diǎn) 測(cè) 溫 電 路 圖 見 圖 所 示 ， 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(jiǎn) 單 ， 可 以 開