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1、 TS-18B20 數(shù)字溫度傳感器 　　本公司最新推出TS-18B20數(shù)字溫度傳感器，該產(chǎn)品采用美國DALLAS公司生產(chǎn)的 DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。 　　1: 技術(shù)性能描述 　　1.1 獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 　　1.2 測(cè)溫范圍 －55℃～＋125℃，固有測(cè)溫分辨率0.5℃。 　　1.3 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫 　　1.4 工作電源

2、: 3~5V/DC 　　1.5 在使用中不需要任何外圍元件 　　1.6 測(cè)量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送 　　1.7 不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6 　　1.8 適用于DN15~25, DN40~DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫 　　1.9 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/2”任選 　　1.10 PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。 　　2：應(yīng)用范圍 　　2.1 該產(chǎn)品適用于冷凍庫，糧倉，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測(cè)溫和控制領(lǐng)域 　　2.2 軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制。 　　2.

3、3 汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。 　　2.5 供熱/制冷管道熱量計(jì)量，中央空調(diào)分戶熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和控制 　　3：產(chǎn)品型號(hào)與規(guī)格 　　型 號(hào) 測(cè)溫范圍 安裝螺紋 電纜長(zhǎng)度 適用管道 　　TS-18B20 -55~125 無 1.5 m 　　TS-18B20A -55~125 M10X1 1.5m DN15~25 　　TS-18B20B -55~125 1/2”G 接線盒 DN40~ 60 　　4：接線說明 　　特點(diǎn) 獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信 多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用 無需外部元件 可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.0 V至5.5 V 無需

4、備用電源 測(cè)量溫度范圍為-55 ° C至+125 ℃ 。華氏相當(dāng)于是-67 ° F到257華氏度 -10 ° C至+85 ° C范圍內(nèi)精度為±0.5 ° C 　　溫度傳感器可編程的分辨率為9~12位 溫度轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字格式最大值為750毫秒 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計(jì)，或任何熱敏感系統(tǒng) 　　描述該DS18B20的數(shù)字溫度計(jì)提供9至12位（可編程設(shè)備溫度讀數(shù)。信息被發(fā)送到/從DS18B20 通過1線接口，所以中央微處理器與DS18B20只有一個(gè)一條口線連接。為讀寫以及溫度轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)線本身獲得能量，不需要外接電源。 因?yàn)槊恳粋€(gè)DS

5、18B20的包含一個(gè)獨(dú)特的序號(hào)，多個(gè)ds18b20s可以同時(shí)存在于一條總線。這使得溫度傳感器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測(cè)建筑物內(nèi)溫設(shè)備或機(jī)器，并進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)和控制。 　　8引腳封裝 TO-92封裝 用途 描述 　　5 1 接地 接地 　　4 2 數(shù)字 信號(hào)輸入輸出，一線輸出：源極開路 　　3 3 電源 可選電源管腳。見"寄生功率"一節(jié)細(xì)節(jié)方面。電源必須接地，為行動(dòng)中，寄生蟲功率模式。 　　不在本表中所有管腳不須接線 。 　　概況框圖圖1顯示的主要組成部分DS18B20的。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)

6、的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。該裝置信號(hào)線高的時(shí)候，內(nèi)部電容器 儲(chǔ)存能量通由1線通信線路給片子供電，而且在低電平期間為片子供電直至下一個(gè)高電平的到來重新充電。 DS18B20的電源也可以從外部3V-5 .5V的電壓得到。 　　DS18B20采用一線通信接口。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）讀ROM， 2 ）ROM匹配， 3 ）搜索ROM， 4 ）跳過ROM， 5 ）報(bào)警檢查。這些指令操作作用在沒有一個(gè)器件的64位光刻ROM序列號(hào)，可以在掛在一線上多個(gè)器件選定某一個(gè)器件，同時(shí)，總線也可以知道總線上掛有有多少

7、，什么樣的設(shè)備。 　　若指令成功地使DS18B20完成溫度測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DS18B20的存儲(chǔ)器。一個(gè)控制功能指揮指示DS18B20的演出測(cè)溫。測(cè)量結(jié)果將被放置在DS18B20內(nèi)存中，并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲(chǔ)器。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL都有一字節(jié)EEPROM 的數(shù)據(jù)。如果DS18B20不使用報(bào)警檢查指令，這些寄存器可作為一般的用戶記憶用途。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。寫TH,TL指令以及配置字節(jié)利用一個(gè)記憶功能的指令完成。通過緩存器讀寄存器。所有的數(shù)據(jù)都讀，寫都是從最低位開始。 　　DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件： 　?。?）光刻ROM中

8、的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。 　?。?） DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位。 　　表1 DS18B20溫度值格式表 　　4.3.1 　　

9、DS18B20的管腳排列如圖4.4所示。 　　圖4.4DS18B20的管腳排列如圖 　　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM，溫度傳感器，溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL,配置寄存器。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4.5所示。 　　圖4.5 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 　　4.3.2存儲(chǔ)器 　　DS18B20的存儲(chǔ)器包括高速暫存器RAM和可電擦除RAM，可電擦除RAM又包括溫度觸發(fā)器TH和TL，以及一個(gè)配置寄存器。存儲(chǔ)器能完整的確定一線端口的通訊，數(shù)字開始用寫寄存器的命令寫進(jìn)寄存器，接著也可以用讀寄存器的命令來確認(rèn)這些數(shù)字。當(dāng)確認(rèn)以后就可以用復(fù)制寄存器的命令來將這些數(shù)字轉(zhuǎn)移

10、到可電擦除RAM中。當(dāng)修改過寄存器中的數(shù)時(shí)，這個(gè)過程能確保數(shù)字的完整性。 　　高速暫存器RAM是由8個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)器組成；第一和第二個(gè)字節(jié)是溫度的顯示位。第三和第四個(gè)字節(jié)是復(fù)制TH和TL，同時(shí)第三和第四個(gè)字節(jié)的數(shù)字可以更新；第五個(gè)字節(jié)是復(fù)制配置寄存器，同時(shí)第五個(gè)字節(jié)的數(shù)字可以更新；六、七、八三個(gè)字節(jié)是計(jì)算機(jī)自身使用。用讀寄存器的命令能讀出第九個(gè)字節(jié)，這個(gè)字節(jié)是對(duì)前面的八個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)。存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)圖如圖4.6所示。 　　圖4.6 存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)圖 　　4.3.3 64-位光刻ROM 　　64位光刻ROM的前8位是DS18B20的自身代碼，接下來的48位為連續(xù)的數(shù)字代碼，最后的8位是對(duì)前56

11、位的CRC校驗(yàn)。64-位的光刻ROM又包括5個(gè)ROM的功能命令：讀ROM，匹配ROM，跳躍ROM，查找ROM和報(bào)警查找。64-位光刻ROM的結(jié)構(gòu)圖如圖4.7所示。 　　圖4.7位64-位光刻ROM的結(jié)構(gòu)圖 　　4.3.4 DS18B20外部電源的連接方式 　　DS18B20可以使用外部電源VDD，也可以使用內(nèi)部的寄生電源。當(dāng)VDD端口接3.0V—5.5V的電壓時(shí)是使用外部電源；當(dāng)VDD端口接地時(shí)使用了內(nèi)部的寄生電源。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電阻。 連接圖如圖4.8、圖4.9所示。 　　圖4.8 使用寄生電源的連接圖 　　圖4.9外接電源的連接圖

12、 　　4.3.4 DS18B20溫度處理過程 　　4.3.4.1配置寄存器 　　配置寄存器是配置不同的位數(shù)來確定溫度和數(shù)字的轉(zhuǎn)化。配置寄存器的結(jié)構(gòu)圖如圖4.10所示。 　　圖4.10 配置寄存器的結(jié)構(gòu)圖 　　由圖4.9可以知道R1，R0是溫度的決定位，由R1，R0的不同組合可以配置為9位，10位，11位，12位的溫度顯示。這樣就可以知道不同的溫度轉(zhuǎn)化位所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化時(shí)間，四種配置的分辨率分別為0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃，出廠時(shí)以配置為12位。溫度的決定配置圖如圖8所示。 　　圖4.11 溫度的決定配置圖 　　4.3.4.2 溫度的讀取 　　DS18B20在出

13、廠時(shí)以配置為12位，讀取溫度時(shí)共讀取16位，所以把后11位的2進(jìn)制轉(zhuǎn)化為10進(jìn)制后在乘以0.0625便為所測(cè)的溫度，還需要判斷正負(fù)。前5個(gè)數(shù)字為符號(hào)位，當(dāng)前5位為1時(shí)，讀取的溫度為負(fù)數(shù)；當(dāng)前5位為0時(shí)，讀取的溫度為正數(shù)。16位數(shù)字?jǐn)[放是從低位到高位，溫度的關(guān)系圖如圖4.12所示。 　　圖4.12為溫度的關(guān)系圖 　　4.3.4.3．DS18B20控制方法 　　DS18B20有六條控制命令，如表4.1所示： 　　表4.1 為DS18B20有六條控制命令 　　指 令 約定代碼 操 作 說 明 　　溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 　　讀暫存器 BEH 讀暫存器9個(gè)

14、字節(jié)內(nèi)容 　　寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、TL字節(jié) 　　復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2RAM中 　　重新調(diào)E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH、TL字節(jié) 　　讀電源供電方式 B4H 啟動(dòng)DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主CPU 　　4.3.4.4 DS18B20的初始化 　　（1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。 　?。?） 延時(shí)（該時(shí)間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點(diǎn)） 　?。?） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。 　　（4） 延時(shí)750微秒（該時(shí)間的時(shí)間范圍可以從480到960微秒）。 　?。?）

15、數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。 　?。?） 延時(shí)等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會(huì)使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時(shí)控制）。 　?。?） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時(shí)間算起）最少要480微秒。 　?。?） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。 　　其時(shí)序如圖4.13所示： 　　圖4.13 初始化時(shí)序圖 　　4.3.4.5 DS18B20的寫操作 　?。?） 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。 　?。?）

16、延時(shí)確定的時(shí)間為15微秒。 　　（3） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。 　?。?） 延時(shí)時(shí)間為45微秒。 　?。?） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 　　（6） 重復(fù)上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。 　?。?） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。 　　DS18B20的寫操作時(shí)序圖如圖4.14所示。 　　圖4.14 DS18B20的寫操作時(shí)序圖 　　4.3.4.6 DS18B20的讀操作 　?。?）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。 　　（2）延時(shí)2微秒。 　?。?）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。 　?。?）延時(shí)15微秒。 　　（5）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。 　?。?）延時(shí)15微秒。 　?。?）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 　?。?）延時(shí)30微秒。 　　DS18B20的讀操作時(shí)序圖如圖4.15所示。 6 材料a