DS18B20的原理与使用

• DS18B20 单线数字温度传感器，即“一线器材”，其具有共同的长处：
• （ 1 ）选用单总线的接口方法与微处理器衔接时仅需求一条口线即可完结微处理器与 DS18B20 的双向通讯。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度丈量，运用方便等长处，运用户可轻松地组成传感器网络，为丈量体系的构建引进全新概念。
• （ 2 ）丈量温度规模宽，丈量精度高 DS18B20 的丈量规模为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ； 在 -10~+ 85°C 规模内，精度为 ± 0.5°C 。
• （ 3 ）在运用中不需求任何外围元件。
• （ 4 ）持多点组网功用 多个 DS18B20 能够并联在专一的单线上，完结多点测温。
• （ 5 ）供电方法灵敏 DS18B20 能够通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因而，当数据线上的时序分量必定的要求时，能够不接外部电源，从而使体系结构更趋简略，可靠性更高。
• （ 6 ）丈量参数可装备 DS18B20 的丈量分辨率可经进程序设定 9~12 位。
• （ 7 ）负压特性电源极性接反时，温度计不会因发热而焚毁，但不能正常作业。
• （ 8 ）掉电维护功用 DS18B20 内部含有 EEPROM ，在体系掉电今后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。
• DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方法，更宽的电压适用规模，适合于构建自己的经济的测温体系，因而也就被设计者们所喜爱。

DS18B20内部结构：
主要由4部分组成：64 位ROM、温度传感器、非蒸发的温度报警触发器TH和TL、装备寄存器。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它能够看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X^8＋X^5＋X^4＋1）。 ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就能够完结一根总线上挂接多个DS18B20的意图。



DS18B20管脚摆放：
1. GND为电源地；
2. DQ为数字信号输入／输出端；
3. VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方法时接地）



DS18B20内部构成：
高速暂存存储器由9个字节组成，当温度转化指令发布后，经转化所得的温度值以二字节补码方式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，对应的温度核算：当符号位S=0时，直接将二进制位转化为十进制；当S=1时，先将补码变为原码，再核算十进制值。

温度的低八位数据 0
温度的高八位数据 1
高温阀值 2
低温阀值 3
保存 4
保存 5
计数剩余值 6
每度计数值 7
CRC 校验 8

DS18B20中的温度传感器完结对温度的丈量，用16位二进制方式供给，方式表达，其间S为符号位。

例如：
＋125℃的数字输出07D0H
（正温度直接把16进制数转成10进制即得到温度值 ）

-55℃的数字输出为 FC90H。
（负温度把得到的16进制数取反后加1 再转成10进制数）

DS18B20的作业时序：

初始化时序

主机首要宣布一个480－960微秒的低电平脉冲，然后开释总线变为高电平，并在随后的480微秒时间内对总线进行检测，假如有低电平呈现阐明总线上有器材已做出应对。若无低电平呈现一向都是高电平阐明总线上无器材应对。
　　做为从器材的DS18B20在一上电后就一向在检测总线上是否有480－960微秒的低电平呈现，假如有，在总线转为高电平后等候15－60微秒后将总线电平拉低60－240微秒做出呼应存在脉冲，告知主机本器材已做好预备。若没有检测到就一向在检测等候。

写操作

写周期最少为60微秒，最长不超越120微秒。写周期一开端做为主机先把总线拉低1微秒一共写周期开端。随后若主机想写0，则持续拉低电平最少60微秒直至写周期完毕，然后开释总线为高电平。若主机想写1，在一开端拉低总线电平1微秒后就开释总线为高电平，一向到写周期完毕。而做为从机的DS18B20则在检测到总线被拉底后等候15微秒然后从15us到45us开端对总线采样，在采样期内总线为高电平则为1，若采样期内总线为低电平则为0。

读操作

关于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个进程。读时隙是从主机把单总线拉低之后，在1微秒之后就得开释单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开端送出数据，若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期完毕。若要送出1则开释总线为高电平。主机在一开端拉低总线1微秒后开释总线，然后在包含前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完结对总线进行采样检测，采样期内总线为低电平则确以为0。采样期内总线为高电平则确以为1。完结一个读时序进程，至少需求60us才干完结

DS18B20 单线通讯功用是分时完结的，他有严厉的时隙概念，假如呈现序列紊乱， 1-WIRE 器材将不呼应主机，因而读写时序很重要。体系对 DS18B20 的各种操作有必要按协议进行。依据 DS18B20 的协议规则，微操控器操控 DS18B20 完结温度的转化有必要通过以下 3个过程 ：
（１）每次读写前对 DS18B20 进行复位初始化。复位要求主 CPU 将数据线下拉 500us ，然后开释， DS18B20 收到信号后等候 16us~60us 左右，然后宣布60us~240us 的存在低脉冲，主 CPU 收到此信号后一共复位成功。
（２）发送一条 ROM 指令

（３）发送存储器指令

详细操作举例：
现在咱们要做的是让DS18B20进行一次温度的转化，那详细的操作便是：
1、主机先作个复位操作，
2、主机再写越过ROM的操作（CCH）指令，
3、然后主机接着写个转化温度的操作指令，后边开释总线至少一秒，让DS18B20完结转化的操作。在这里要注意的是每个指令字节在写的时分都是低字节先写，例如CCH的二进制为11001100，在写到总线上时要从低位开端写，写的次序是“零、零、壹、壹、零、零、壹、壹”。整个操作的总线状况如下图。

读取RAM内的温度数据。相同，这个操作也要接照三个过程。
1、主机宣布复位操作并接纳DS18B20的应对（存在）脉冲。
2、主机宣布越过对ROM操作的指令（CCH）。
3、主机宣布读取RAM的指令（BEH），随后主机顺次读取DS18B20宣布的从第0一第8，共九个字节的数据。假如只想读取温度数据，那在读完第0和第1个数据后就不再理睬后边DS18B20宣布的数据即可。相同读取数据也是低位在前的。整个操作的总线状况如下图：

C言语代码

sbit DQ=P3^3;
uchar t; //设置全局变量，专门用于延时程序

bit Init_DS18B20(void)
{
bit flag;
DQ=1;
_nop_(); //??????????????? for(t=0;t<2;t++);
DQ=0;
for(t=0;t<200;t++);
DQ=1;
for(t=0;t<15;t++);//????????????????? for(t=0;t<10;t++);
flag=DQ;
for(t=0;t<200;t++);
return flag;
}

uchar ReadOneChar(void)
{
uchar i=0;
uchar dat;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=1;
_nop_();
DQ=0;
_nop_();
DQ=1; //人为拉高，为单片机检测DS18B20的输出电平做预备
for(t=0;t<3;t++);//延时月9us????????????????????????? for(t=0;t<2;t++);
dat>>=1;
if(DQ==1)
{
dat|=0x80;
}
else
dat|=0x00;
for(t=0;t<1;t++);//延时3us，两个个读时序间至少需求1us的恢复期??????????for(t=0;t<8;t++);
}
return dat;
}

void WriteOneChar(uchar dat)
{
uchar i=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=1;
_nop_();
DQ=0;
_nop_();// ??????????????????????????????????????????????
DQ=dat&0x01;
for(t=0;t<15;t++);//延时约45us，DS18B20在15~60us对数据采样 ???????????????for(t=0;t<10;t++);
DQ=1; //开释数据线
for(t=0;t<1;t++); //延时3us，两个写时序间至少需求1us的恢复期
dat>>=1;
}
for(t=0;t<4;t++);
}

void ReadyReadTemp(void)
{
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xcc);
WriteOneChar(0x44);
delaynms(1000);//?????????????????????????? delaynms(200);
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xcc);
WriteOneChar(0xbe);
}