【正文】 is initiated when the host pulls the data line from a high logic level to a low logic level. There are two types of write time slots: Write 1 time slots and Write 0 time slots. All s write time slots must be a minimum of 60 s in duration with a minimum of a 1 recovery time between individual write cycles. The DS18B20 samples the DQ line in a window of 15 s to 60 s after the DQ line falls. If the line is high, a Write 1 occurs. If the line is low, a Write 0 occurs (see Figure 12). For the host to generate a Write 1 time slot, the data line must be pulled to a logic low level and then released, allowing the data line to pull up to a high level within 15 s after the start of the write time slot. For the host to generate a Write 0 time slot, the data line must be pulled to a logic low level and remain low for 60 s. Read Time Slots The host generates read time slots when data is to be read from the DS18B20. A read time slot is initiated when the host pulls the data line from a logic high level to logic low level. The data line must remain at a low logic level for a minimum of 1 s。 output data from the DS18B20 is valid for 15 s after the falling edge of the read time slot. The host therefore must stop driving the DQ pin low in order to read its state 15 s from the start of the read slot (see Figure 12). By the end of the read time slot, the DQ pin will pull back high via the external pullup resistor. All read time slots must be a minimum of 60 s in duration with s recovery time between individual read slots. Figure 12 a minimum of a 1 shows that the sum of TINIT, TRC, and TSAMPLE must be less than 15 s. Figure 14 shows that system timing margin is maximized by keeping TINIT and TRC as small as possible and by locating the master sample time towards the end of the 15s period. DS18B20 20 of 26 READ/WRITE TIMING DIAGRAM Figure 12 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（英文翻譯） 13 中文： 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20的原理與應(yīng)用 1 引言 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度 傳感器 ，具有 3 引腳 TO－ 92小體積封裝形式；溫度測量范圍為－ 55℃ ～＋ 125℃ ,可編程為 9位～ 12位 A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá) ℃ ，被測溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作 電源 既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生 電源 方式產(chǎn)生；多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)到 3 根或 2 根線上， CPU只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使 DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測 系統(tǒng)。 2 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 1所示，主要由 4部分組成： 64位 ROM、溫度 傳感器 、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。 DS18B20的管腳排列如圖 2所示，DQ為數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端； GND為 電源 地； VDD為外接供電 電源 輸入端（在寄生 電源 接線方式時(shí)接地，見圖 4）。 ROM中的 64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20的地址序列碼，每個(gè) DS18B20的 64位序列號(hào)均不相同 。 64位 ROM 的排的循環(huán) 冗余 校驗(yàn)碼（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20的目的。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（英文翻譯） 14 圖 1DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 2DS18B20的管腳排列 （ a）初始化時(shí)序 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（英文翻譯） 15 （ b）寫時(shí)序 （ c）讀時(shí)序 圖 3DS18B20的工作時(shí)序圖 DS18B20中的溫度 傳感器 完成對(duì)溫度的測量，用 16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達(dá)，其中 S 為符號(hào)位。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。 溫度值低字節(jié) MSBLSB 溫度值高字節(jié) 高低溫報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器均由一個(gè)字節(jié)的 EEPROM組成，使用一個(gè)存儲(chǔ)器功能命令可對(duì) TH、 TL或配置寄存器寫入。其中配置寄存器的格式如下： MSBLSB R R0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)： R1R0=“00”， 9 位精度，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為； R1R0=“01”， 10位精度，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 ； R1R0=“10”， 11 位精度，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 375ms； R1R0=“11”， 12 位精度，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 750ms；未編程時(shí)默認(rèn)為 12位精度。 高速暫 存器是一個(gè) 9字節(jié)的存儲(chǔ)器。開始兩個(gè)字節(jié)包含被測溫度的數(shù)字量信息；第 5 字節(jié)分別是 TH、 TL、配置寄存器的臨時(shí)拷貝，每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新；第 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。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（英文翻譯） 16 3 DS18B20的工作時(shí)序 DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化 →ROM 操作指令 → 存儲(chǔ)器操作指令 →數(shù)據(jù)傳輸。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序，如圖 3（ a）（ b）（ c）所示。 360畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng) 4 DS18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì) 圖 4 以 MCS－ 51 系列單片機(jī)為例，畫出了 DS18B20 與微處理器的典型連接。圖 4（ a）中 DS18B20采用寄生 電源 方式，其 VDD和 GND端均接地，圖 4（ b）中 DS18B20采用外接 電源 方式，其 VDD端用 3V～ 供電。 假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為 12MHz，根據(jù) DS18B20的初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序，分別編寫了 3 個(gè)子程序： INIT 為初始化子程序， WRITE 為寫（命令或數(shù)據(jù)）子程序 ， READ為讀數(shù)據(jù)子程序，所有的數(shù)據(jù)讀寫均由最低位開始。 …… INIT:CLREA INI10:SETBDAT MOVR2,＃ 200 （ a）寄生 電源 工作方式 （ b）外接 電源 工作方式 圖 4DS18B20與微處理器的典型連接圖 INI11:CLRDAT DJNZR2,INI11；主機(jī)發(fā)復(fù)位脈沖持續(xù) 3μs200=600μs SETBDAT；主機(jī)釋放總線，口線改為輸入 MOVR2,＃ 30 IN12:DJNZR2,INI12； DS18B20等待 2μs30=60μs CLRC ORLC,DAT； DS18B20 數(shù)據(jù)線變低（存在脈沖）嗎？ JCINI10； DS18B20 未準(zhǔn)備好重新初始化 MOVR6,＃ 80 INI13:ORLC,DAT JCINI14； DS18B20數(shù)據(jù)線變高，初始化成功 DJNZR6,INI13；數(shù)據(jù)線低電平可持續(xù) 3μs80=240μs SJMPINI10；初始化失敗，重來 INI14:MOVR2,＃ 240 IN15:DJNZR2,INI15； DS18B20應(yīng)答最少 2μs240=480μs RET ；－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（英文翻譯） 17 WRITE:CLREA MOVR3,＃ 8；循環(huán) 8次，寫一個(gè)字節(jié) WR11:SETBDAT MOVR4,＃ 8 RRCA；寫入位從 A中移到 CY CLRDAT WR12:DJNZR4,WR12；等待16μs MOVDAT,C；命令字按位依次送給 DS18B20 MOVR4,＃ 20 WR13:DJNZR4,WR13 ；保證寫過程持續(xù) 60μs DJNZR3,WR11；未送完一個(gè)字節(jié)繼續(xù) SETBDAT RET ；－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ READ:CLREA MOVR6,＃ 8；循環(huán) 8次，讀一個(gè)字節(jié) RD11:CLRDAT MOVR4,＃ 4 NOP；低電平持續(xù) 2μs SETBDAT；口線設(shè)為輸入 RD12:DJNZR4,RD12 ；等待 8μs MOVC,DAT ；主機(jī)按位依次讀入 DS18B20的數(shù)據(jù) RRCA；讀取的數(shù)據(jù)移入 A MOVR5,＃ 30 RD13:DJNZR5,RD13 ；保證讀過程持續(xù) 60μsDJNZR6,RD11 ；讀完一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，存入 A中 SETBDAT RET ；－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 主機(jī)控制 DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：初始化、 ROM操作指令、存儲(chǔ)器操作指令。必須先啟動(dòng) DS18B20開始轉(zhuǎn)換，再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。假設(shè)一線僅掛接一個(gè)芯片，使用默認(rèn)的 12位轉(zhuǎn)換精度，外接供電 電源 ，可寫出完成一次轉(zhuǎn)換并讀取溫度值子程序 GETWD。 GETWD:LCALLINIT MOVA,＃ 0CCH LCALLWRITE；發(fā)跳過 ROM命令 MOVA,＃ 44H LCALLWRITE；發(fā)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令 LCALLINIT MOVA,＃ 0CCH；發(fā)跳過 ROM命令 LCALLWRITE MOVA,＃ 0BEH；發(fā)讀存儲(chǔ)器命令 LCALLWRITE LCALLREAD MOVWDLSB,A ；溫度值低位字節(jié)送 WDLSB LCALLREAD MOVWDMSB,A ；溫度值高位字節(jié)送 WDMSB RET …… 子程序 GETWD 讀取的溫度值高位字節(jié)送 WDMSB 單元，低位字節(jié)送 WDLSB單元，再按照溫度值字節(jié)的表示格式及其符號(hào)位，經(jīng)過簡單的變換即可得到實(shí)際溫度值。如果一線上掛接多個(gè) DS18B采用寄生 電源 連接方式、需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換精度配置、高低限報(bào)警等，則子程序 GETWD的編寫就要復(fù)雜一些，限于篇幅，這一部分不再詳述，請參閱相關(guān)內(nèi)容。 我們已成功地將 DS18B20應(yīng)用于所開發(fā)的 “家用采暖洗浴器 ”控制系統(tǒng)中，其轉(zhuǎn)換速度快，轉(zhuǎn)換精度高，與微處理器的接口簡單，給硬件設(shè)計(jì)工作帶來了極大的方便，能有效地降低成本，縮短開發(fā)周期。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（英文翻譯） 18