DS-18B20 数字温度传感器的工作原理.docVIP

模块一DS18B20 DS-18B20 数字温度传感器—5.5V； 零待机功耗； 温度以9或12位数字量读出； 用户可定义的非易失性温度报警设置； 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； 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧坏，但不能正常工作. (2) DS18B20的内部结构框图如图2—4 所示，它采用3脚PR—35封装或8脚SOIC封装其管脚封装如图2－5所示。 图2－4 DS18B20内部结构 图2－5 DS18B20的引脚排列 (3) DS18B20单线智能温度传感器的工作原理 64位ROM的位结构如图2—6 所示。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。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。 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EEPRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图3—7 所示。 头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。该字节各位的定义如图3－8所示。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DS18B20?出—3 。 8位检验CRC 48位序列号 8位工厂代码（10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB 图2—6 位64位ROM结构图 由表3—3可见,DS18B20温度转换时间比较长，而且设定的分辨率越高，所需要的温度数据转换时间就越长。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字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。 表2—3 DS18B20分辨率的定义规定 R1 R0 分辨率/位 温度最大转换时间/ms 0 0 9 93.75 0 1 10 187.5 1 0 11 375 1 1 12 750 温度LSB 温度MSB TH用户字节1 TL用户字节2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 1字节 2字节 3字节 4字节 5字节 6字节 7字节 EEPROM 8字节 9字节 图3—7 高速暂存RAM结构图 TM R1 R0 1 1 1 1 1 图2-8 配置寄存器 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存储器的第1、2字节。单片机可以通过单总线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃/LSB形式表示。温度值格式如图2—9 所示。 当符号位S=0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制转换为十进制；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，再计算十进制值。表2—4 是一部分温度值对应的二进制温度数据。 DS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容做比较。若TTH或TTL，则将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警有哪些信誉好的足球投注网站命令做出响应。因此，可用多只 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。 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4 S S S S S S S S LS字节 MS字节 图2—9 温度数据值格式 在64位ROM的最高有效字节中存储器循环冗余检验码(CRC)。主机根据ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值做比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。 DS18B20的测温原理如图2—10所示.图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用它产生的信号作为减法计数器1的脉冲输入；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显变化，所以产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器决定，每次测量前，首先将—55℃所对应的一个基数分别置入减