数字式温度HK1020(DS18B20)终极皮肤降临.pdf

数字温度传感器操作手册 一、单总线数字温度传感器： 1、芯片内部将温度转换成数字信号。通过一条数据线的串行通信方式传输给单片机。 进口的传感器型号有DS18B20 （家族码28h 美国DALLAS）。 国产的传感器型号有HK1020 （家族码CBh 山东华科半导体）。 2、传感器的工作电压是3.0V～5.5V，单个传感器的系统中，电源可以寄生在数据线上，使用数 据线的电流维持工作。 3、可以多个传感器并联在三根线上（VCC、GND、DQ)。通过指令，分别采集多个地点的温度。 4、采集温度范围：-55℃～+125℃。 5、可编程精度9～12 位，精度分别是0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃.默认都是12 位。12 位转换时间是750 毫秒，9 位则是93.75ms. 6、电源负压特性，芯片不会因电源反接而发热烧坏，但是不会正常工作。 二、传感器封装与脚位： 管脚 管脚名 功能描述 3 VDD 5V 电源，如果使用寄生电源，则需要接地。 1 GND 信号和电源共用地。 2 DQ 数据的输入/输出，器件是寄生电源则需要提供电流给器件。 注意：寄生电源适合短距离测量，存在不稳定因素，不推荐使用该方式供电。 三、什么是单总线： 如下表所示，列出了各种总线传输信号的方法： 总线类别 线数 总线特征 2 I C 总线 2 线 同步通信，时钟线、一条数据输入输出线。命令、地址、数据。DS3231 SPI 总线 3 线 同步通信，时钟线、输入线、输出线。 地址、数据。NRF24L01 SCI 总线 2 线 异步通信，输出线、输入线，严格的时间要求。 1-Wire 1 线 一条线，按照非常严格的时序，完成数据的输入与输出。命令、数据。 单总线，就是按照器件的时间要求，进行复位、写命令、读写数据等。器件人为的约定通信过程， 器件在通信之前进行握手识别，让接收设备做好接收命令/数据的准备。才能保证稳定的通信。能减 少设备线路成本，但是，提高了技术要求和出错的概率。 WQX 教学资料 Q 群：318199961 淘宝店铺： 四、传感器的电路连接： 如图所示：在WQX-15 开发板上，使用5V 电源 直接供电。官方资料称，可以直接使用信号线上的 电流维持芯片工作，使用寄生电源必须将VCC 接地， 一般建议使用5V 电源。DQ 脚，上拉一个3K～5K 的 电阻。单片机与传感器之间串联一个100 欧姆电阻， 防止接错了线烧单片机 IO 口。WQX-15 开发板的 P5.0 口与传感器通信，单片机脚模式为普通 IO 口 模式。 如果需要同时测量多个传感器，只需要把DQ 并 联在一起，单片机读写全球唯一的64 位ROM 码（几 百万亿），就能识别每个芯片，单独对其操作，其 他芯片不受影响。 五、数字温度传感器的结构和原理： 1、上图是传感器的温度测量电路模块。收到命令后，减法器1、减法器2、温度寄存器，三者首 先被预置一个以-55℃温度下的一个参数。然后开始转换温度，振荡器1 按照稳定的频率震荡，让减 法器1 开始减数，减到0 后让温度寄存器加一，同时装入初值继续循环运行。振荡器2 的频率因温度 升高而降低，所以减法器2 减到0 需要的时间长。当减法器2 减到0 时，断开温度寄存器来自减法器 1 的输入信号，温度寄存器的值换算成实际温度以二进制保存。等待下一次转换命令的到来。斜率补 偿和比较器，主要就是解决线性失真。我们不需要深入了解。 2、传感器内部结构如上图所示：64 位光刻ROM 、温度传感器、非易失性的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器。出厂的前64 位光刻ROM 的排列是：开始8 位产品家族码，接着48 位是该 传感 器的全球唯一序列号，最后 8 位则是前面56 位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。由于每一个 传感器的ROM 数据都各不相同，因此微控制器就可以通过单总线对多个传感器进行寻址，从而实现一 根总线上挂接多个传感器的目的。我们WQX-15 开发板只接了一个器件，所以跳过了64 位ROM 的操作。 WQX 教学资料 Q 群：318199961 淘宝店铺： 3、传感器的存储器，如上图所示 a) Byte0 和