数字温度传感器DS18B20原理与应用.pptVIP

项目十三 数字温度传感器DS18B20的应用 64位ROM； 8字节的高速暂存RAM; 温度传感器； 非易失性温度报警触发器TH和TL。 DS18B20的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除EEPROM。 高速暂存RAM的结构为８字节的存储器，结构如右： 字节1、2:为温度信息； 字节3、4:是TH、TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新； 字节5:用于确定温度值的数字转换分辨率； DS18B20温度转换的时间比较长，而且设定的分辨率越高，所需的温度转换时间就越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。 高速暂存RAM的第６、７、８字节保留未用，表现为全逻辑１。第９字节读出前面所有８个字节的CRC码，用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。 当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存RAM中第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.06250C/LSB形式表示，温度值格式如下： DS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容作比较。若值高于TH或低于TL，则将该器件的报警标志位置位，并对主机发出报警有哪些信誉好的足球投注网站命令作出响应。因此，可用于多只DS18B20同时测量温度并进行报警有哪些信誉好的足球投注网站。 该协议定义了几种信号的时序： 初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。 对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。 程序见附录 * DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。 DS18B20的封装与外部引脚 1、 DS18B20的主要特点 采用独特的“一线制”通信方式，信号符合TTL电平逻辑; 温度测量范围为-55 oC ～125 oC，以0.5 oC增减。 内部有温度上、下限报警设置。 实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。 可编程的温度转换分辨率，可根据应用需要在9 Bit～12 Bit之间选取； 在12 bit温度转换分辨率下，温度转换时间最大为750 ms; DS18B20采用节能设计，在等待状态下功耗近似为零。 2、 DS18B20的主要功能部件 （1）64位ROM的结构分析 8位工厂代码(10H) 48位序列号 8位检验CRC MSB MSB MSB LSB LSB LSB 开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。 （2）内部RAM的结构分析 CRC 保留 保留 保留 配置寄存器 TH用户字节2 TH用户字节1 温度MSB 温度LSB 字节1 字节2 字节3 字节4 字节5 字节6 字节7 字节8 字节9 字节５的内容确定DS18B20工作时按此寄存器中的分辩率将温度转换为相应精度的数值。低５位一直为１，ＴＭ是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在出厂时该位被设置为０，用户不要去改动，R1和R2决定温度转换的精度位数。 1 1 1 1 1 R2 R1 TM 750 12 1 1 375 11 0 1 187.5 10 1 0 93.75 9 0 0 温度最大转换时间／ms 分辨率／位 R2 R1 （3）配置存储器结构分析 3、 DS18B20的工作过程 2-4 2-3 2-2 2-1 20 21 22 23 24 25 26 S S S S S LSB MSB 当符号位S=0时，表示测得的温度值为正值，可直接将其转换为十进制数。 当符号位S=1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数。 FE6FH 1111 1110 0110 1111 -25.0625 FF5EH 1111 1111 0101 1110 -10.125 FFF8H 1111 111