数字温度传感器DSB控制接口设计工作方案.doc

数字温度传感器DS18B20控制接口设计 摘 要：DS18B20是一款经典的单总线数字温度传感器芯片，较传统的温度传感器具有结构简单、体积小、功耗小、抗干扰能力强、使用简单、可组网实现多点温度测量等优点。本设计简要介绍了数字温度传感器DS18B20 的特性及工作原理，着重论述了用FPGA实现对此传感器的控制，并将测到的温度在LED数码管上显示出来。 关键词：DS18B20；温度传感器；FPGA；LED数码管 Abstract: DS18B20 is a classic single-bus digital temperature sensor chip, the more traditional temperature sensor has a simple structure, small size, low power consumption, and anti-interference ability, easy to use networking to achieve multi-point temperature measurement. The design brief describes the features and working principle of the digital temperature sensor DS18B20, focuses on the control of this sensor using FPGA, and the measured temperature is displayed on the LED digital tube. Keywords: DS18B20。 temperature sensor。 FPGA。 LED digital tube 1 引言 传统的温度传感器系统大都采用放大、调理、A/ D 转换, 转换后的数字信号送入计算机处理, 处理电路复杂、可靠性相对较差, 占用计算机的资源较多。DS18B20 是一线制数字温度传感器, 它可将温度信号直接转换成串行数字信号送给微处理器, 电路简单, 成本低, 每一只DS18B20 内部的ROM 存储器都有唯一的64位系列号, 在1 根地址/ 信号线上可以挂接多个DS18B20, 易于扩展, 便于组网和多点测量。 随着科技的发展 ,温度的实时显示系统应用越来越广泛 ,比如空调遥控器上当前室温的显示、热水器温度的显示等等。实现温度的实时采集与显示系统有很多种解决方案 ,本文使用全数字温度传感器DS18B20来实现温度的实时采集FPGA作为控制中心与数据桥梁。LED数码管作为温度实时显示器件。其中DS18B20作为FPGA的外部信号源,把所采集到的温度转换为数字信号,通过接口 （113脚）传给FPGA，FPGA启动ROM内的控制程序驱动LED数码管,通过IO口和数据线把数据传送给LED数码管,将采集到的温度实时显示出来。该设计结构简单、测温准确,成本低，工作稳定可靠,具有一定的实际应用价值。 2DS18B20数字温度传感器介绍 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： 2.1 DS18B20的性能特点 eq \o\ac(○,1)独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；eq \o\ac(○,2)多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；eq \o\ac(○,3)无须外部器件；eq \o\ac(○,4)可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；eq \o\ac(○,5)零待机功耗；eq \o\ac(○,6)温度以９或１２位数字；eq \o\ac(○,7)用户可定义报警设置；eq \o\ac(○,8)报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；eq \o\ac(○,9)负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作； 2.2 DS18B20的内部结构图 DS18B20采用３脚PR－35封装或８脚SOIC封装，其内部结构框图如图2-1所示。 图2-1 DS18B20内部结构框图图2-2DS18B20字节定义 64位ROM的结构开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有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。温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器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的EERAM。高速暂存RAM的结构为