【正文】 ，接著送出 64 位的 ROM 數(shù)據(jù)序列，從而使主 CPU 實(shí)現(xiàn)對單總線上的特定 DS18B20 進(jìn)行尋址，只有與 64 位序列嚴(yán)格相符的 DS18B20 才能對后續(xù)的操作發(fā)出響應(yīng)，符合 ROM 命令只對同時(shí)掛在總線上的多片 DS18B20 適用。由于接有上拉電阻 ，在釋放總線是有 15 ~60us 16 的時(shí)間間隙，在此之后的 60~240us 時(shí)間內(nèi)，如果 CPU 檢測到總線為低電平的話，則說明 DS18B20 初始化完成。 （ 1） DS18B20 的初始化 DS18B20 的所有操作均從初始化開始，初始化的過程是首先由 CPU 發(fā)出一個(gè)復(fù)位脈沖，復(fù)位脈沖的時(shí)間為 480～ 960us，然后由叢屬器件發(fā)出應(yīng)答脈沖。值得注意的是，每一次讀寫之前都要對它進(jìn)行復(fù)位。 DS18B20 每一步操作都在嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議下進(jìn)行的。 表 36 ROM 操作命令 指令 約定代碼 操作說明 讀 ROM 33H 讀 DS18B20 ROM 中的編碼 符合 ROM 55H 發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單線總線上與該編碼相對應(yīng)的 DS18B20 使之作出響應(yīng)，為下一步對該 DS18B20 的讀寫作準(zhǔn)備 尋找 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個(gè)數(shù)和識(shí)別64 位 ROM 地址，為操作各器件作好準(zhǔn)備 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 發(fā)溫度變換命令，適用于單片工作。 ④ 跳過 ROM 命令（代碼為 CCH）：該命令用于對總線上的報(bào)警器進(jìn)行尋找，其用法與尋找 ROM 一樣。這樣就實(shí)現(xiàn)了單總線上的尋址。具體應(yīng)用是這樣的，主 CPU 先向總線發(fā)這條命令，然后再發(fā) 64位的 ROM 數(shù)據(jù)。該命令值適用于總線上只掛接一片 DS18B20，對總線上掛有多片 DS18B20 時(shí)不適用。 表 35 DS18B20 暫存器命令 指令 約定代碼 操作說明 溫度變換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長為500MS，結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中 讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 3， 4 字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 復(fù)制暫存器 48H 將 E2PRAM 中第 3， 4 字節(jié)內(nèi)容復(fù)制到 E2PRAM 中 重調(diào) E2PRAM 0BBH 將 E2PRAM 中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 中的第 3， 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” （ 2）對 ROM 的 5 種操作命令 。實(shí)際應(yīng)用中， DS18B20 可以距單片機(jī)150m 遠(yuǎn)，測量數(shù)據(jù)不會(huì)產(chǎn)生誤差，在同一條數(shù)據(jù)總線上可以并接許多片 DS18B20實(shí)現(xiàn)多路溫度采集。無論是內(nèi)部寄生電源供電還是外部供電， I/O 接口都要接漏極開路或三態(tài)輸出以提高負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值。減法計(jì)數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(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，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1 重 新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(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)值即為所測溫度。 低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小 ，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩 頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù) 門打開時(shí)， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量 。 程序可以先跳過 ROM，啟動(dòng)所有 DSl8B20 進(jìn)行溫度變換，之后通過匹配 ROM，再逐一地讀回每個(gè) DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù)。 MCU (單片 機(jī) ) DS18B20 MCU (單片 機(jī) ) DS18B20 13 表 3－ 3 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表 R1 R0 分辨率 /位 溫度最大轉(zhuǎn)向時(shí)間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 表 3－ 4 一部分溫度對應(yīng)值表 溫度 /℃ 數(shù)字輸出（二進(jìn)制） 數(shù)字輸出（十六進(jìn)制） +125 0000 0000 1111 1010 00FAH +25 0000 0000 0011 0010 0032H + 0000 0000 0000 0001 0001H 0 0000 0000 0000 0000 0000H 1111 1111 1111 1111 FFFFH 25 1111 1111 1100 1110 FFCEH 55 1111 1111 1001 0010 FF92H DS18B20 的測溫原理 每一片 DSl8B20 在其 ROM 中都存有其唯一的 64 地址位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi)ROM 中。 當(dāng)符號位 S＝ 0 時(shí)，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號位 S＝ 1 時(shí)，表 示測得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第 2 字節(jié)。第 9 字節(jié)讀出前面所有8 字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要 將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。若采用外部電源，則通過二極管向器件供電。 在 I/O 線呈低電平時(shí)，改由寄生電容上的電壓繼續(xù)向器件供電。電源檢測電路用于判定供電方式。如圖 32 所示：圖（ a）是由外電源供電，圖 (b)是 I/O 口總線和寄生電容配合供電。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)的存儲(chǔ)器， 表 3－ 2 DS18B20 高速暫存器結(jié)構(gòu) 序號 寄存器名稱 作用 0 溫度低字節(jié) 以 16 位補(bǔ)碼形式存放 1 溫度高字節(jié) 6 2 TH/用戶字節(jié) 1 存放溫度上限值 3 HL/用戶字節(jié) 2 存放溫度下限值 5 保留字節(jié) 2 6 計(jì)數(shù)器余值 7 計(jì)數(shù)器 8 CRC 值 12 此外， DS18B20 內(nèi)部還包括寄生電源、電源檢測、存儲(chǔ)控制邏輯、 8 位循環(huán)冗余碼生成器（ CRC）等部分。 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶要去改動(dòng)， R1 和 R0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率 ,如圖 。 3) 高速 暫存器。 11 表 3－ 1 64 位 ROM 地址序列號結(jié)構(gòu) 48 位產(chǎn)品序列號 8 位產(chǎn)品序號 8 位 CRC 編碼檢驗(yàn) 內(nèi)部電源探測位和單線端口位產(chǎn)生器暫存器下限觸發(fā)上限觸發(fā)溫度傳感器存儲(chǔ)器和控制邏輯 圖 3－ 1 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2) 非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 (包括上限溫度觸發(fā)器 TH 和下限溫度觸發(fā)器 TL)。 在 64 b ROM 的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC）。 64 位光刻 ROM 是出廠前已被刻好的，它可以看做是該 DS18B0的地址序列號，不同的器件不一樣， 64 位的地址序列號的構(gòu)成如表 21 所示。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM， 溫度報(bào)警觸發(fā)器 ,溫度傳感器以及高速緩存器。 多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)掛接在一條總線上，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度采集檢測功能； 2)可測溫 度范圍為 55～ +125℃，測量分辨率為 ℃； 3) 內(nèi)含 64 位經(jīng)過激光修正的只讀存儲(chǔ)器 ROM； 4) 內(nèi)含寄生電源，可直接通過數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為 ～ ； 5) 零待機(jī)功耗； 6)用戶可通過編程分別設(shè)定各路的溫度上、下限溫度值來實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能； 7) 適配各種微處理器； 8) 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； 9) 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； 10) 可檢測距離遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)測量距離為 150m 。隨著大規(guī)模集成電路工藝的提高，出現(xiàn)了多種集成的數(shù)字化溫度傳感器。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中為了配合遠(yuǎn)傳儀表指示 ，出現(xiàn)了許多不同的溫度檢測方法，常用的有電阻式、熱電偶式、 PN 結(jié)型、輻射型、光纖式及石英諧振型等。代替水銀的有酒精溫度計(jì)和金屬簧片溫度計(jì)，它們雖然沒有毒性，但測量精度很低，只能作為一個(gè)概略指示。水銀溫度計(jì)至今仍是各種溫度測量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。 10 如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析 ，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的