【文章內(nèi)容簡介】 表 211 DS18B20 字節(jié)定義 TM R1 R0 1 1 1 1 1 由表 212 可見，分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉換時間越長。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。 高速暫存 RAM 的第 8 字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯 1。第 9 字節(jié)讀出前面所有 8 字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以16 位帶符號擴展的二進制 補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 2 字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB 形式表示。 當符號位 S＝ 0 時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位 S＝ 1 時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。表 213 是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。 表 212 DS18B20 溫度轉換時間表 R1 R0 分辨率 /位 溫度最大轉向時間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 表 213 一部分溫度對應值表 溫度 /℃ 二進制表示 十六進制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0000 0191H + 0000 0000 1010 0001 00A2H + 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H 1111 1111 1111 0000 FFF8H 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H (4) CRC 的產(chǎn)生 在 64 b ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼（ CRC）。主機根據(jù) ROM的前 56 位來計算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC 值做比較，以判斷主機收到的 ROM 數(shù)據(jù)是否正確。另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初使化 DS18B20（發(fā)復位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲器操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。 溫度傳感器的工作簡介 溫度傳感器的歷史及簡介 溫度傳感器，使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下 3 個階段： 一、傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器（含敏感元件），主要是能夠進行非電量和電量之間轉換。傳統(tǒng)的分立式溫度 傳感器 ——熱電偶傳感器。熱電偶傳感器是工業(yè)測量中應用最廣泛的一種溫度傳感器，它與被測對象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響，具有較高的精度；測量范圍廣，可從 50~1600℃ 進行連續(xù)測量，特殊的熱電偶如金鐵——鎳鉻，最低可測到 269℃ ，鎢 ——錸最高可達 2800℃ 。 二、模擬集成溫度傳感器 /控制器。模擬集成溫度傳感器是采用硅半導體集成工藝制成的，因此又稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器是在 20世紀 80 年代問世的，它將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出等功能。模擬集成溫度傳感器 的主要特點是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等，適合遠距離測溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單。 三、智能溫度傳感器。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式想數(shù)字式、集成化向智能化及網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。 溫度傳感器按傳感器與被測介質(zhì)的接觸方式可分為兩大類：一類是接觸式溫度傳感器，一類是非接觸式溫度傳感器。接觸式溫度傳感器的測溫元件與被測對象要有良好的熱接觸，通過熱傳導及對流原理達到熱平衡。這種測溫方法精度比較高，并可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運動的、熱容 量比較小的及對感溫元件有腐蝕作用的對象，這種方法將會產(chǎn)生很大的誤差。非接觸測溫的測溫元件與被測對象互不接觸。常用的是輻射熱交換原理。此種測穩(wěn)方法的主要特點是可測量運動狀態(tài)的小目標及熱容量小或變化迅速的對象，也可量溫度場的溫度分布，但受環(huán)境的影響比較大。 DS18B20 的工作原理 工作時序 根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機控制 DS18B20 完成溫度轉換必須經(jīng)過三個步驟： 1. 每一次讀寫之前都必須要對 DS18B20 進行復位； 2. 復位成功后發(fā)送一條 ROM 指令； 3. 最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進行預定的操作。 復位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放， DS18B20 收到信號后等待 15～ 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 位成功。 其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序，具體工作方法如圖 31，圖 32， 圖 33 所示。 (1) 初始化時序 響應脈沖60 ~2 40等待1 5 60主機 最小4 80主機復位脈沖最小4 80 US 圖 31 初始化時序 總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機響應應答脈沖。應答脈沖使主機知 道，總線上有從機設備，且準備就緒。主機輸出低電平，保持低電平時間至少 480us，以產(chǎn)生復位脈沖。接著主機釋放總線， 上拉電阻將總線拉高，延時 15～ 60us，并進入接受模式，以產(chǎn)生低電平應答脈沖，若為低電平，再延時 480us。 (2) 寫時序 采樣15~45采樣15~4511主機寫1 時序主機寫0 時序 圖 32 寫時序 寫時序包括寫 0 時序和寫 1 時序。所有寫時序至少需要 60us，且在 2 次獨立的寫時序之間至少需要 1us 的恢復時間，都是以總線拉低開始。寫 1 時序，主機輸出低電平，延時 2us，然后釋放總線， 延時 60us。寫 0 時序，主機輸出低電平，延時60us，然后釋放總線，延時 2us。 (3) 讀時序 主機采樣主機采樣454511主機寫1時 序主機寫0時 序 圖 33 讀時序 總線器件僅在主機發(fā)出讀時序是，才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時序至少需要 60us，且在 2次獨立的讀時序之間至少需要 1us的恢復時間。每個讀時序都由主機發(fā)起，至少拉低總線 1us。主機在讀時序期間必須釋放總線，并且在時序起始后的 15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。主機輸出低 電平延時 2us，然后主機轉入輸入模式延時 12us，然后讀取總線當前電平，然后延時 50us。 操作命令 當主機收到 DSl8B20 的響應信號后，便可以發(fā)出 ROM 操作命令之一，這些命令如表 34ROM操作命令。 的測溫原理 每一片 DSl8B20 在其 ROM 中都存有其唯一的 48 位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi) ROM 中。主機在進入操作程序前必須用讀 ROM(33H)命令將該 DSl8B20 的序列號讀出。 程序可以先跳過 ROM，啟動所有 DSl8B20 進行溫度變換，之后通過匹