DS18B20溫度傳感器詳解

時(shí)間：2022-08-11作者：深圳市華辰康科技有限公司瀏覽：201

1、DS18B20的主要特性
1.1、適應(yīng)電壓范圍寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電
1.2、*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
1.3、DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫
1.4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三管的集成電路內(nèi)
1.5、溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時(shí)精度為±0.5℃
1.6、可編程的分辨率為9～12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫
1.7、在9位分辨率時(shí)多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度
1.8、測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以"*總線"串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力
1.9、負(fù)壓特性：電源性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。
2、DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)
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)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形及管腳排列如下圖1:

DS18B20引腳定義：


(1)DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；
(2)GND為電源地；
(3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。
 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖


3、DS18B20工作原理


DS18B20的讀寫時(shí)序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。
 DS18B20測溫原理框圖




DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件：


（1）光刻ROM中的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)，后8位是**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。


（2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，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

這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的**5位是符號(hào)位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度。


例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625℃的數(shù)字輸出為0191H，-25.0625℃的數(shù)字輸出為FF6FH，-55℃的數(shù)字輸出為FC90H。


表2: DS18B20溫度數(shù)據(jù)表

（3）DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器




DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器




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  溫度傳感器定制 溫度傳感器特點(diǎn)說到溫度傳感器的話，可能知道的朋友沒有幾個(gè)了，因?yàn)闇囟葌鞲衅鲗τ谖覀儊碚f是一個(gè)比較陌生的概念，但是不要小瞧了溫度傳感器，因?yàn)橥芏鄷r(shí)候，我們的溫度傳就是靠溫度傳感器開始工作的，所以說了解溫度傳感器十分有必要，那么溫度傳感器有什么作用呢，溫度傳感器種類有哪些呢?我們不妨先來聽聽小編怎么說的吧。當(dāng)外桶中注水時(shí),由于外桶和溫度的連接處處于密封狀態(tài),隨著水位的升高氣管中的壓

• DS18B20溫度傳感器詳解

  1、DS18B20的主要特性1.1、適應(yīng)電壓范圍寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電1.2、*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1.3、DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫1.4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集

• 數(shù)字溫度傳感器的分類

  數(shù)字溫度傳感器的分類數(shù)字式溫濕度傳感器：就是能把溫度物理量和濕度物理量，通過溫、濕度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)、plc、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀**數(shù)字量的傳感器。分類RS232數(shù)據(jù)格式接口；RS485數(shù)據(jù)格式接口；一總線數(shù)據(jù)格式接口；CAN總線數(shù)據(jù)格式接口；ZIGBEE數(shù)據(jù)格式接口；TCP/IP數(shù)據(jù)格式接口。占空比輸出

• 鉑銠熱電偶工作原理

  鉑銠熱電偶工作原理特殊熱電偶/熱電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特殊，適合不同場合，可以直接測量-200度~1600度范圍內(nèi)液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面溫度?！?特殊熱電偶/熱電阻主要包括：鉑銠熱電偶微型熱電偶/阻微細(xì)鎧裝熱電偶?jí)夯晒潭犭娕疾遄綗犭娮柚苯菑濐^熱電偶■ 熱電阻工作原理熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。熱電阻大都由**屬材料制成，目前應(yīng)用多的是鉑和銅。熱