【文章內(nèi)容簡介】 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DS18B20內(nèi)部RAM的操作。指令約定代碼功能溫度轉(zhuǎn)換44H啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時(shí)最長為750ms（）。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EEPROM0B8H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”。 RAM指令表指令代碼操作說明溫度轉(zhuǎn)換44H開始啟動DS18B20溫度轉(zhuǎn)換讀ROM33H讀ROM內(nèi)容匹配ROM55H對指定器件操作跳過CCH跳過器件識別讀暫存器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ERAMB8H把ERAM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH、TL字節(jié) ROM指令表備注： 對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。 總線控制器在任何時(shí)刻都可以通過發(fā)出復(fù)位信號中止數(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)位信號發(fā)起之前。 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)60μS8位寫完？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)16μS8位寫完？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 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。DS18B20的應(yīng)用 DS18B20測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。下面就是DS18B20不同應(yīng)用方式下的測溫電路圖： 測溫原理圖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　 ③DS18B20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)測溫　 ④DS18B20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，℃、℃、℃℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫　 ⑦，12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測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，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)的抗干擾糾錯能力　 ⑨負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。2）DS1820的基本操作指令DS1820的操作指令分為ROM操作命令和存儲器操作命令。（1）、ROM操作命令及其含義ReadROM指令代碼（33h）：如果只有一片DS1820，可用此命令讀出其序列號，若在線DS1820多于一個(gè)，將發(fā)生沖突。MatchROM指令代碼（55h）：多個(gè)DS1820在線時(shí)，可用此命令匹配一個(gè)給定序列號的DS1820，此后的命令就針對該DS1820。SkipROM指令代碼（CCh）：此命令執(zhí)行后的存儲器操作將針對在線的所有DS1820。SearchROM指令代碼（F0h）：用以讀出在線的DS1820的序列號。AlarmSearch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）、存儲器操作指令代碼及其含義WriteScratchpad指令代碼（4Eh）：寫兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)到溫度寄存器。ReadScratchpad指令代碼（BEh）：讀取溫度寄存器的溫度值。CopyScratchpad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。ConvertT指令代碼（44h）：啟動在線DS1280做溫度A/D轉(zhuǎn)換。RecallE2指令代碼（B8h）：將EERAM中的數(shù)值拷貝到溫度寄存器中。ReadPowerSupply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。3）溫度測量的步驟(1).ReadROM（33h），每次對DS1820進(jìn)行操作之前都要對它進(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).SearchROM（F0h），這條指令使處理器用排除的方法去辨別總線上的DS1820。(3).MatchROM（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)測溫時(shí)可以使用SkipROM（CCh）指令來跳過這一步。(4).ConvertT（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).ReadScratchpad（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寄生電源供電方式電路圖DS18B20寄生電源供電方式電路連接的幾種情況如下面圖4所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號線上汲取能量：在信號線DQ處于高電平期間把能量儲存在內(nèi)部電容里，在信號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。 DS18B20寄生電源供電方式獨(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ROM3）電路更加簡潔，僅用一根I/O口實(shí)現(xiàn)測溫上面的電路一般情況下都能滿足測溫要求，但是要想使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)測溫時(shí)，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。①為了使DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電源供應(yīng)，可以有兩種方法解決這個(gè)問題，第一個(gè)就是在每個(gè)DS18B20節(jié)點(diǎn)上都單獨(dú)為其供電。但是這種辦法需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)處都有單獨(dú)的電源，使得寄生電源的優(yōu)越蕩然無存，實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)節(jié)點(diǎn)處沒有單獨(dú)電源時(shí)基本不采用。 節(jié)點(diǎn)單獨(dú)供電的電路連接②另一種方法是當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或復(fù)制到E2儲存操作時(shí)，用低導(dǎo)通電阻三極管或者M(jìn)OSFET把數(shù)據(jù)線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及復(fù)制到E2儲存器或啟動溫度的指令后，必須在最多3μS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。這種使用低導(dǎo)通電阻三極管或者M(jìn)OSFET進(jìn)行強(qiáng)上拉的電阻在應(yīng)用非常廣泛。 使用強(qiáng)上拉的電路連接 ③ 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個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測溫系統(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℃。 多點(diǎn)測量連接電路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)，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。站長推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC降到3V時(shí)，依然能夠保證溫度量精度。 DS18B20的操作時(shí)序由于采用單總線數(shù)據(jù)傳輸方式，DS18B20的數(shù)據(jù)I/O均由同一條線完成，因此，對讀寫的操作時(shí)序要求嚴(yán)格。它的各種時(shí)序如圖2所示 DS18B20的操作時(shí)序 為了保證DS18B20的嚴(yán)格I/O時(shí)序。需要做較精確的延時(shí)。在DS18B20操作中，用到的延時(shí)有15μS，90μS，270μS，540μS等。因這些延時(shí)均為