單片機(jī)第七章信號(hào)輸入輸出-資料下載頁(yè)
2025-05-12 11:53本頁(yè)面
【正文】 （ 6）測(cè)溫精度高 可編程的分辨率為 9～ 12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。 （ 7）響應(yīng)速度快 在 9位分辨率時(shí)最多在 ，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）抗干擾糾錯(cuò)能力強(qiáng) 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，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(cuò)能力。 （ 9）負(fù)壓特性好 電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 從以上特點(diǎn)來(lái)看， DS18B20相對(duì)于傳統(tǒng)的溫度傳感器來(lái)說(shuō)是很強(qiáng)大的，特別是其低廉的價(jià)格，使得它普通測(cè)量溫度的場(chǎng)合被廣泛采用。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64位光刻 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的外形及管腳排列如圖所示： DS18B20引腳定義： (1)DQ為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； (2)GND為電源地； (3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 DS18B20測(cè)溫原理如圖所示。圖中 低溫度系數(shù)晶振 的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。 高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2的脈沖輸入。 計(jì)數(shù)器 1和 溫度寄存器 被預(yù)置在－ 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器 1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值減到 0時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到 計(jì)數(shù)器 2計(jì)數(shù)到 0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖中的 斜率累加器 用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值。 斜 率 累 加 器預(yù) 置 比 較低 溫 度 系 數(shù) 晶 振 計(jì) 數(shù) 器 1預(yù) 置溫 度 寄 存 器= 0計(jì) 數(shù) 器 2高 溫 度 系 數(shù) 晶 振= 0加 1L S B置 位 / 清 除停 止霍爾傳感器 霍爾傳感器也是一種 磁電式傳感器 。它是利用霍爾元件基于 霍爾效應(yīng)原理 而將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)輸出的一種傳感器。由于霍爾元件在靜止?fàn)顟B(tài)下，具有感受磁場(chǎng)的獨(dú)特能力，并且具有 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 體積小、噪聲小、頻率范圍寬 (從直流到微波 )、動(dòng)態(tài)范圍大 (輸出電勢(shì)變化范圍可達(dá) 1000:1)、壽命長(zhǎng) 等特點(diǎn)，因此獲得了廣泛應(yīng)用。 例如，在測(cè)量技術(shù)中用于將位移、力、加速度等量轉(zhuǎn)換為電量的傳感器；在計(jì)算技術(shù)中用于作加、減、乘、除、開(kāi)方、乘方以及微積分等運(yùn)算的運(yùn)算器等。 基于霍爾效應(yīng)工作的半導(dǎo)體器件稱為 霍爾元件 ，霍爾元件多采用 N型半導(dǎo)體材料。 霍爾元件越薄 (d越小 )， kH就越大，薄膜霍爾元件厚度只有 1μm 左右?；魻栐苫魻柶?、四根引線和殼體組成，如圖所示。 霍爾片是一塊半導(dǎo)體單晶薄片(一般為 4 2 )，在它的長(zhǎng)度方向兩端面上焊有 a、 b兩根引線，稱為 控制電流端引線 ，通常用紅色導(dǎo)線，其焊接處稱為 控制電極 ；在它的另兩側(cè)端面的中間以點(diǎn)的形式對(duì)稱地焊有 c、 d兩根霍爾輸出引線，通常用綠色導(dǎo)線，其焊接處稱為 霍爾電極 。 霍爾元件的殼體是用非導(dǎo)磁金屬、陶瓷或環(huán)氧樹(shù)脂封裝。目前最常用的霍爾元件材料有鍺 (Ge)、硅 (Si)、銻化銦 (InSb)、砷化銦 (InAs)等半導(dǎo)體材料。 將霍爾元件置于磁場(chǎng)中，左半部磁場(chǎng)方向向上，右半部磁場(chǎng)方向向下，從 a端通人電流 I，根據(jù)霍爾效應(yīng)，左半部產(chǎn)生霍爾電勢(shì) VH1，右半部產(chǎn)生露爾電勢(shì) VH2，其方向相反。因此， c、 d兩端電勢(shì)為 VH1－ VH2。如果霍爾元件在初始位置時(shí) VH1=VH2，則輸出為零；當(dāng)改變磁極系統(tǒng)與霍爾元件的相對(duì)位置時(shí)，即可得到輸出電壓，其大小正比于位移量。
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