温度传感器工作原理的.doc

温度传感器工作原理 1.引脚★ ●GND接地。 ●DQ为数字信号输入\输出端。 ●VDD为外接电源输入端（在寄生电源接线方式时接地） 2.与单片机的连接方式★ 单线数字温度传感器DS18B20与单片机连接电路非常简单，引脚1接地（GND），引脚3（VCC）接电源+5V，引脚2（DQ）接单片机输入\输出一个端口，电压+5V和信号线（DQ）之间接有一个4.7k的电阻。 由于每片DS18B20含有唯一的串行数据口，所以在一条总线上可以挂接多个DS18B20芯片。 外部供电方式单点测温电路如图★ 外部供电方式多点测温电路如图★ 3.DS18B20的性能特点 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信。 多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能。 不需要外部器件。 在寄生电源方式下可由数据线供电，电压范围为3.0~5.5V。 零待机功耗。 温度以9~12位数字量读出 用户可定义的非易失性温度报警设置。 报警搜索命令识别并标识超过程序限定温度（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毁，只是不能正常工作。 4.内部结构 .DS18B20采用3脚PR—35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图★ 64位ＲＯＭ的位结构如图★◆。开始８位是产品类型的编号；接着是每个器件的唯一序号，共有４８位；最后８位是前面５６位的ＣＲＣ检验码，这也是多个DS18B20可以采用单线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入用户报警上下限数据。 8位检验CRC 48位序列号 8位工厂代码 MSB LSB MSB LSB MSB LSB 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E2PROM。 高速暂存RAM的结构为9字节的存储器，结构如图★。前2字节包含测得的温度信息。第3和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字节为配置寄存器，其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化为相应精度的数值。该字节各位的定义如图★，其中，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出厂时，该位被设置为0，用户不要去改动；R0和R1决定温度转化的精度位数，即用来设置分辨率，其定义方法见表★ 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字节是前面所有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。   当DS18B20接收到转化命令后，开始启动转化。转化完成后的温度值就以16位的带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存RAM的第1、2字节中。 单片机可以通过单线接口读出该数据。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★ 图中，S表示符号位。当S=0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转化为十进制；当S=0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。 DS18B20完成温度转化后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容作比较，若T＞TH或T＜TL，则将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警搜索命令作出响应。因此，可用多只DS18B20同时测量温度并进行报警搜索。 5 DS18B20通信协议 在对DS18B20进行读写编程时，必须严格保证读写时序，否则将无法读取温度结果。根据DS18B20通信协议，主机控制DS18B20完成温度转化必须经过3个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。 复位要求主CPU将数据线下拉500us，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～60us，然后发出60～240us的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。 DS18B20的ROM指令如表★◆，RAM指令如表★◆ 表★◆ ROM指令表 指 令 约定代码 功 能 温度变化 44H 启动DS18B20进行温度转换，12位转换时最长为750ms（9位为93.75