【導讀】accurateto±°Covertherangeof-10°Cto+85°C.Inaddition,theDS18B20. ±°CAccuracyfrom-10°Cto+85°C

　　

【正文】 176。F 到 +257176。F） ? 10176。C 到 85176。C 范 圍內測量精度為 177。176。C ? 傳感器分辨率可從 9 位到 12 位由用戶選擇 ? 最大在 750ms 內轉換 12 位數據的字節(jié) ? 用戶可定義的非易失性警報設置 ? 告警搜索命令和尋址超出設定的溫度界限的設備 ? 軟件與 DS1822 兼容 外文翻譯（譯文） 17 ? 應用范圍包括溫度調節(jié)控制器、工業(yè)系統(tǒng)、消費產品、溫度計，或者任何熱敏感系統(tǒng) 圖 1 給出了 DS18B20 的方框圖，并且在引腳說明表格中給出了引腳介紹。64 位 ROM 存儲了設備的獨有的序列號。高速暫存器包含 2 個字節(jié)的溫度寄存器，溫度寄存器存儲來自溫度傳感器的數字輸出。另外高速暫存器提供功能訪問一 個字節(jié)的溫度上限及下限告警觸發(fā)寄存器（ TH 和 TL）和一個字節(jié)的配置寄存器。配置寄存器允許用戶設定 9 位、 10 位、 11 位和 12 位的溫度分辨率。TH,TL 和配置寄存器是非易失性的（ EEPROM），所以掉電后仍然能保存數據。 DS18B20 使用單總線獨有的協(xié)議準則，使用某一控制信號進行設備總線通信?？刂凭€需要一個較小的上拉電阻，因為所有的設備通過一個三態(tài)漏極開路端口（如 DS18B20 的 DQ 引腳）連在總線上。在這個總線系統(tǒng)中，微處理器（控制設備）利用每一個設備的唯一 64 位碼識別和尋址總線上的設備。因為每個設備 有唯一的序列碼，因此能夠被同一個 DS18B20 尋址的設備數量幾乎無限的。單總線協(xié)議，包括詳細的命令解釋和時間時隙說明，被掩膜在在單總線系統(tǒng)中。 DS18B20 的另一個特點是不需要再外部供電下即可工作。當總線高電平時能量由單線上拉電阻經過 DQ 引腳獲得。高電平同時充電一個內部電容，當總線低電平時由此電容供應能量。這種供電方法被稱為“寄生電源”。另外一種選擇是 DS18B20 由接在 VDD 的外部電源供電。 6 4 位 R O M 和1 W i r e總 線 接 口存 儲 器 和 控 制 器高 速 緩 存 存 儲 器溫 度 靈 敏 元 件溫 度 上 限 觸 發(fā) 器 T H溫 度 下 限 觸 發(fā) 器 T L配 置 寄 存 器8 位 C R C 生 成 器電 源 檢 測內 部 電 源 V d d寄 生 電 源 電 路C p pV p u4 . 7 KD QG N DV d d 圖 方框圖 外文翻譯（譯文） 18 測量溫度 DS18B20 的核心功能是它的數字式溫度器。溫度傳感器的分辨率是用戶可配置的 9 位、 10 位、 11 位或 12 位，分別對應的增量為 176。C, 176。C, 176。C, 和176。C。系統(tǒng)上電默認值是 12 位及分辨率。 DS18B20 上電后處于空閑狀態(tài)。為了初始化溫度測量和進行 AD 轉換，控制器必須發(fā)出一個轉換溫度命令。轉換命令后，采集的溫度數據存儲在暫存器的 2 字節(jié)的溫度寄存器中，然后 DS18B20恢復到空閑狀態(tài)。如果 DS18B20 是有外部供電 ，主機能在轉換命令后發(fā)出“讀時隙”命令，當溫度轉換在進行時 DS18B20 傳輸 0、當轉換完成時 DS18B20 傳輸 1 來響應主機。如果 DS18B20 采用寄生電源，這個響應方法就不能使用，因為總線在整個溫度轉換環(huán)節(jié)中必須保持高電平。 DS18B20 輸出溫度數據是攝氏度標準，若要轉為華氏溫度，必須使用查表或轉換子程序。溫度數據以 16 位擴展補碼信號存儲在溫度寄存器中（見圖 2）。符號位 S 表明溫度是正還是負：溫度正值時 S= S=1。如果 DS18B20被設定為 12 位分辨率，溫度寄存器中的所有位均為有效數據 ；對 11 位分辨率，位 0 無定義。對 10 位分辨率，位 1 和位 0 無定義；對 9 位分辨率，位 位 1和位 0 無定義。表 1 給出了數字輸出數據和相應的 12 位分辨率溫度讀取轉換。 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 低字節(jié) 23 22 21 20 21 22 23 24 bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8 高字節(jié) S S S S S 26 25 24 圖 溫度 數字輸出（二進制） 數字輸出（十六進制） +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H +℃ 0000 0001 1001 0001 0191H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H 表 /數據關系 外文翻譯（譯文） 19 位激光 ROM 每一個 DS18B20 包含一個存儲在 ROM 中的獨一無二的 64 位碼（見圖 3）。ROM 碼的最低 8 位包含 DS18B20 的單總線產品系列碼： 28h。接著 48 位包含一個唯一的序列號。最高 8 位包含一個循環(huán)冗余校驗（ CRC）字節(jié)，由 ROM 碼的前 56 位計算得來。 64 位 ROM 碼和相關的 ROM 邏輯控制功能允許 DS18B20 使用單總線系統(tǒng)中詳細協(xié)議來作為單總線設備運行。 8 位 CRC 編號 48 位序列號 8 位產品系列編碼 圖 位激光 ROM 碼 DS18B20 的存儲器如同圖 4 中那樣被組織。存儲器由一個高速暫存 RAM 和一個非易失性電可擦除 EEPROM 組成，后者存儲高溫和低溫觸發(fā)器（ TH 和 TL）和配置寄存器。如果 DS18B20 不使用告警功能，那么 TH、 TL 和配置寄存器就作為通用寄存器使用。 暫存器的字節(jié) 0 和字節(jié) 1 分別包含溫度寄存器的最低有效位和最高有效位。這些字節(jié)是只讀的。字節(jié) 2 和字節(jié) 3 提供提供 TH 和 TL寄存器的接口。字節(jié) 4包含配置寄存器數據，字節(jié) 6 和 7 是為設備內部使用而預留 的，不可以被重寫。暫存器的字節(jié) 8 是只讀的，包含暫存器從字節(jié) 0 到字節(jié) 7 的值。 DS18B20使用 CRC 產生一節(jié)中的方法形成這個 CRC 碼。 數據被寫暫存器命令寫在暫存器的字節(jié) 3 和 4 中，數據從字節(jié) 2 的最低有效位開始寫入 DS18B20。為了檢驗數據完整性，在數據被寫入之后可以讀取暫存器（使用讀暫存器命令）。當讀取暫存器時，數據通過單總線從字節(jié) 0 的最低有效位開始傳輸。為了把暫存器中的 TH、 TL 和配置寄存器的數據傳輸到EEPROM 中，主機必須發(fā)出復制暫存器命令。 Byte0 溫度測量值低 8 位 LSB Byte1 溫度測量值高 8 位 MSB Byte2 TH 高溫寄存器 外文翻譯（譯文） 20 Byte3 TL 低溫寄存器 Byte4 配置寄存器 Byte5 預留（ FFH） Byte6 預留（ OCH） Byte7 預留（ IOH） Byte8 循環(huán)冗余碼校驗（ CRC） 圖 存儲器映射 高速暫存存儲器的字節(jié) 4 包含配置寄存器，正如 圖 5 中 那樣定義。用戶能通過 表 2 中 寄存器 R0 和 R1 位來設置 DS18B20 的轉換精度。這些位的上電默認值是 R0=1 和 R1=1（ 12 位分辨率）。在分辨率和轉換時間之間有個直接的折衷。配置寄存器中位 7 和位 0 至位 4 為設備內部使用作預留，而且不能被重寫。 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 TM R1 R0 1 1 1 1 1 圖 R0 R1 分辨率 溫度最大轉換時間（ ms） 0 0 1 1 0 1 0 1 9 位 10 位 11 位 12 位 375 750 表 一線總線系統(tǒng)使用單總線主控來控制一個或多個從機設備。 DS18B20 一直是個從機。當總線上只有一個從機時，系統(tǒng)被稱為“單站”體系，如果總線上有多個從機，系統(tǒng)就被稱為“多站”體系。所有數據和命令通過單總線首先傳輸最低有效位。接下來的單總線系統(tǒng)討論分為三個題目：硬件接法，處理順序，和單線信號（信號類型與定時）。 訪問 DS18B20 的處理順序如下： 外文翻譯（譯文） 21 第一步，初始化 第二步， ROM 命令（隨后是必要數據交換命令） 第三步， DS18B20 功能命令（隨后是必要的 數據交換命令） DS18B20 每一次被訪問時都必須遵循這個順序，因為如果在這個順序中任何一步丟失或亂序的話 DS18B20 都不會響應主機。此規(guī)則的例外就是是搜索命令和告警搜索命令。在發(fā)出兩者之一的 ROM 命令后，主機必須返回到處理順序的第一步，也就是初始化。 （ 1）初始化 單總線上的所有數據交換都開始于初始化序列。初始化序列包含一個由主機發(fā)出的復位脈沖，以及由從機傳送的應答脈沖。應答脈沖時主機知道從機設備（例如 DS18B20）在總線上并已準備好工作。 （ 2） ROM 命令 在總線主機檢測到一 個應答脈沖后，就可以發(fā)出一個 ROM 命令。這些命令的運行基于每一個從機設備的唯一 64 位 ROM 碼，當總線上有多個設備存在時能使主機能夠檢測出特定的設備。如果沒有從機設備處于告警狀態(tài)時，這些命令還能使主機檢測有總線上有多少數量和類型的設備。共有五種 ROM 命令，每一個命令均是 8 位長。主機設備必須在發(fā) DS18B20 功能命令之前發(fā)出合適的ROM 命令。 ROM 命令操作流程表在圖中給出。 ROM 命令 F0H 當系統(tǒng)上電初始化時，主機必須檢測總線上的所有從機設備的 ROM 碼，是主機能夠確定設備的數目和類型。主機通 過淘汰過程獲得 ROM 碼，這需要主機執(zhí)行多次搜索命令循環(huán)（搜索后是數據交換）直到檢測所有的從機設備。如果總線上只有一個從機，那么更為簡單的讀 ROM 命令可以代替搜索命令來處理。 ROM 命令 33H 這個命令只能用于總線上僅有一個從機的情況。此命令允許主機讀取從機的 64 位 ROM 碼而不必使用搜索命令進程。若所有從機同時試圖響應主機信號外文翻譯（譯文） 22 時就會發(fā)生數據沖突。 ROM 命令 55H 匹配 ROM 命令跟隨 64 位 ROM 碼，從而使主機在多站或單站總線上指定某一特定的 DS18B20，只有匹配 64 位 ROM 碼的 DS18B20 才會響應主機發(fā)出的功能命令，其他設備則處于等待復位脈沖狀態(tài)。 ROM 命令 CCH 主機能采用此命令同時訪問總線上所有設備，無需發(fā)出任何 ROM 碼。例如，主機發(fā)出跳躍命令后跟隨轉換溫度命令（ 44H），則可以同時命令所有 DS18B20同時開始轉換溫度。注意只有在總線上僅有一個從機設備情況下跳過 ROM 命令后才能跟隨讀暫存器命令。 如此看來，允許主機讀取從機而不需要發(fā)送設備的64 位 ROM 碼，這樣可以節(jié)省操作時間。如果總線上有多個從機同時試圖傳送數據，跳過 ROM 命令后跟隨的讀暫存器命令就 會引發(fā)數據沖突。 ECH 與搜索 ROM 命令類似，但只有溫度超出報警限的 DS18B20 才會響應。這個命令使主機能夠確定 DS18B20 在最近的溫度轉換時是否處于告警狀態(tài)。在每一個報警搜索循環(huán)后（也就是報警搜索命令后跟隨數據交換），總線主機必須返回至命令序列的第一步（初始化）。 （ 3） DS18B20 功能命令 在總線主機使用 ROM 命令尋址所希望進行通信的 DS18B20 后，主機必須發(fā)出 DS18B20 的一個功能命令。這些命令使主機從 DS18B20 暫存器中讀取或寫入數據、初始化溫度轉換 和確定供電類型。 44H 這個命令啟動溫度轉換，隨后轉換結果被存入中間結果暫存器的兩個字節(jié)溫度寄存器中，然后 DS18B20 又返回到低壓休閑狀態(tài)。如果設備采用寄生電源，此命令發(fā)出之后最多在 10181。s 內主機必須允許保持上拉單總線。如果是外部供電，那么主機可以在此命令后進入讀時隙，若轉換尚在進行之中則給主機發(fā) 0，若轉換完成則發(fā) 1。寄生電源方式下這種傳遞方式不能使用，因為總線電平在轉換期外文翻譯（譯文） 23 間被拉高。 BEH 這個命令使主機讀暫存器的內容。數據傳輸開始于字節(jié) 0 的最低有效位，通過 暫存器持續(xù)讀取直到第九個字節(jié)（字節(jié) 8循環(huán)冗余校驗碼）被讀取。如果只需要部分命令，主機可以隨時發(fā)送復位以中止此操作。 4EH 這個命令使主機向 DS18B20 的暫存器寫入 3 個字節(jié)的數據。開始字節(jié)的數據被寫入 TH 寄存器（暫存器的字節(jié) 2），第