ds18b02的简介.doc

TS18B20 数字温度传感器
　　本公司最新推出TS18B20数字温度传感器,该产品采用美国DALLAS公司生产得 DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成,具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温与控制领域。
　　1: 技术性能描述
　　1、1 独特得单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20得双向通讯。
　　1、2 测温范围 －55℃～＋125℃,固有测温分辨率0、5℃。
　　1、3 支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一得三线上,实现多点测温
　　1、4 工作电源: 3~5V/DC
　　1、5 在使用中不需要任何外围元件
　　1、6 测量结果以9~12位数字量方式串行传送
　　1、7 不锈钢保护管直径 Φ6
　　1、8 适用于DN15~25, DN40~DN250各种介质工业管道与狭小空间设备测温
　　1、9 标准安装螺纹 M10X1, M12X1、5, G1/2”任选
　　1、10 PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接。
　　2:应用范围
　　2、1 该产品适用于冷冻库,粮仓,储罐,电讯机房,电力机房,电缆线槽等测温与控制领域
　　2、2 轴瓦,缸体,纺机,空调,等狭小空间工业设备测温与控制。
　　2、3 汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。
　　2、5 供热/制冷管道热量计量,中央空调分户热能计量与工业领域测温与控制
　　3:产品型号与规格
　　型 号 测温范围 安装螺纹 电缆长度 适用管道
　　TS18B20 55~125 无 1、5 m
　　TS18B20A 55~125 M10X1 1、5m DN15~25
　　TS18B20B 55~125 1/2”G 接线盒 DN40~ 60
　　4:接线说明
　　特点 独特得一线接口,只需要一条口线通信 多点能力,简化了分布式温度传感应用 无需外部元件 可用数据总线供电,电压范围为3、0 V至5、5 V 无需备用电源 测量温度范围为55 ° C至+125 ℃ 。华氏相当于就是67 ° F到257华氏度 10 ° C至+85 ° C范围内精度为±0、5 ° C
　　温度传感器可编程得分辨率为9~12位 温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒 用户可定义得非易失性温度报警设置 应用范围包括恒温控制,工业系统,消费电子产品温度计,或任何热敏感系统
　　描述该DS18B20得数字温度计提供9至12位(可编程设备温度读数。信息被发送到/从DS18B20 通过1线接口,所以中央微处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量,不需要外接电源。 因为每一个DS18B20得包含一个独特得序号,多个ds18b20s可以同时存在于一条总线。这使得温度传感器放置在许多不同得地方。它得用途很多,包括空调环境控制,感测建筑物内温设备或机器,并进行过程监测与控制。
　　8引脚封装 TO92封装 用途 描述
　　5 1 接地 接地
　　4 2 数字 信号输入输出,一线输出:源极开路
　　3 3 电源 可选电源管脚。见"寄生功率"一节细节方面。电源必须接地,为行动中,寄生虫功率模式。
　　不在本表中所有管脚不须接线 。
　　概况框图图1显示得主要组成部分DS18B20得。DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发得温度报警触发器TH与TL、配置寄存器。该装置信号线高得时候,内部电容器 储存能量通由1线通信线路给片子供电,而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平得到来重新充电。 DS18B20得电源也可以从外部3V5 、5V得电压得到。
　　DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口,必须在先完成ROM设定,否则记忆与控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一: 1 )读ROM, 2 )ROM匹配, 3 )搜索ROM, 4 )跳过ROM, 5 )报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件得64位光刻ROM序列号,可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件,同时,总线也可以知道总线上挂有有多少,什么样得设备。
　　若指令成功地使DS18B20完成温度测量,数据存储在DS18B20得存储器。一个控制功能指挥指示DS18B20得演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中,并可以让阅读发出记忆功能得指挥,阅读内容得片上存储器。温度报警触发器TH与TL都有一字节EEPROM 得数据。如果DS18B20不使用报警检查指令,这些寄存器可作为一般得用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想得解决温度数字转换。写TH,TL指令以及配置字节利用一个记忆功能得指令完成。通过缓存器读寄存器。所有得数据都读,写都就是从最低位开始。
　　DS18B20有4个主要得数据部件:
　　(1)光刻ROM中得64位序列号就是出厂前被光刻好得,它可以瞧作就是该DS18B20得地址序列码。64位光刻ROM得排列就是:开始8位(28H)就是产品类型标号,接着得48位就是该DS18B20自身得序列号,最后8位就是前面56位得循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM得作用就是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20得目得。
　　(2) DS18B20中得温度传感器可完成对温度得测量,以12位转化为例:用16位符号扩展得二进制补码读数形式提供,以0、0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位。
　　表1 DS18B20温度值格式表
　　4、3、1
　　DS18B20得管脚排列如图4、4所示。
　　图4、4DS18B20得管脚排列如图
　　DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM,温度传感器,温度报警触发器TH与TL,配置寄存器。DS18B20内部结构图如图4、5所示。
　　图4、5 DS18B20内部结构图
　　4、3、2存储器
　　DS18B20得存储器包括高速暂存器RAM与可电擦除RAM,可电擦除RAM又包括温度触发器TH与TL,以及一个配置寄存器。存储器能完整得确定一线端口得通讯,数字开始用写寄存器得命令写进寄存器,接着也可以用读寄存器得命令来确认这些数字。当确认以后就可以用复制寄存器得命令来将这些数字转移到可电擦除RAM中。当修改过寄存器中得数时,这个过程能确保数字得完整性。
　　高速暂存器RAM就是由8个字节得存储器组成;第一与第二个字节就是温度得显示位。第三与第四个字节就是复制TH与TL,同时第三与第四个字节得数字可以更新;第五个字节就是复制配置寄存器,同时第五个字节得数字可以更新;六、七、八三个字节就是计算机自身使用。用读寄存器得命令能读出第九个字节,这个字节就是对前面得八个字节进行校验。存储器得结构图如图4、6所示。
　　图4、6 存储器得结构图
　　4、3、3 64位光刻ROM
　　64位光刻ROM得前8位就是DS18B20得自身代码,接下来得48位为连续得数字代码,最后得8位就是对前56位得CRC校验。64位得光刻ROM又包括5个ROM得功能命令:读ROM,匹配ROM,跳跃ROM,查找ROM与报警查找。64位光刻ROM得结构图如图4、7所示。
　　图4、7位64位光刻ROM得结构图
　　4、3、4 DS18B20外部电源得连接方式
　　DS18B20可以使用外部电源VDD,也可以使用内部得寄生电源。当VDD端口接3、0V—5、5V得电压时就是使用外部电源;当VDD端口接地时使用了内部得寄生电源。无论就是内部寄生电源还就是外部供电,I/O口线要接5KΩ左右得上拉电阻。 连接图如图4、8、图4、9所示。
　　图4、8 使用寄生电源得连接图
　　图4、9外接电源得连接图
　　4、3、4 DS18B20温度处理过程
　　4、3、4、1配置寄存器
　　配置寄存器就是配置不同得位数来确定温度与数字得转化。配置寄存器得结构图如图4、10所示。
　　图4、10 配置寄存器得结构图
　　由图4、9可以知道R1,R0就是温度得决定位,由R1,R0得不同组合可以配置为9位,10位,11位,12位得温度显示。这样就可以知道不同得温度转化位所对应得转化时间,四种配置得分辨率分别为0、5℃,0、25℃,0、125℃与0、0625℃,出厂时以配置为12位。温度得决定配置图如图8所示。
　　图4、11 温度得决定配置图
　　4、3、4、2 温度得读取
　　DS18B20在出厂时以配置为12位,读取温度时共读取16位,所以把后11位得2进制转化为10进制后在乘以0、0625便为所测得温度,还需要判断正负。前5个数字为符号位,当前5位为1时,读取得温度为负数;当前5位为0时,读取得温度为正数。16位数字摆放就是从低位到高位,温度得关系图如图4、12所示。
　　图4、12为温度得关系图
　　4、3、4、3.DS18B20控制方法
　　DS18B20有六条控制命令,如表4、1所示:
　　表4、1 为DS18B20有六条控制命令
　　指 令 约定代码 操 作 说 明
　　温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换
　　读暂存器 BEH 读暂存器9个字节内容
　　写暂存器 4EH 将数据写入暂存器得TH、TL字节
　　复制暂存器 48H 把暂存器得TH、TL字节写到E2RAM中
　　重新调E2RAM B8H 把E2RAM中得TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节
　　读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式得信号给主CPU
　　4、3、4、4 DS18B20得初始化
　　(1) 先将数据线置高电平“1”。
　　(2) 延时(该时间要求得不就是很严格,但就是尽可能得短一点)
　　(3) 数据线拉到低电平“0”。
　　(4) 延时750微秒(该时间得时间范围可以从480到960微秒)。
　　(5) 数据线拉到高电平“1”。
　　(6) 延时等待(如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个由DS18B20所返回得低电平“0”。据该状态可以来确定它得存在,但就是应注意不能无限得进行等待,不然会使程序进入死循环,所以要进行超时控制)。
　　(7) 若CPU读到了数据线上得低电平“0”后,还要做延时,其延时得时间从发出得高电平算起(第(5)步得时间算起)最少要480微秒。
　　(8) 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。
　　其时序如图4、13所示:
　　图4、13 初始化时序图
　　4、3、4、5 DS18B20得写操作
　　(1) 数据线先置低电平“0”。
　　(2) 延时确定得时间为15微秒。
　　(3) 按从低位到高位得顺序发送字节(一次只发送一位)。
　　(4) 延时时间为45微秒。
　　(5) 将数据线拉到高电平。
　　(6) 重复上(1)到(6)得操作直到所有得字节全部发送完为止。
　　(7) 最后将数据线拉高。
　　DS18B20得写操作时序图如图4、14所示。
　　图4、14 DS18B20得写操作时序图
　　4、3、4、6 DS18B20得读操作
　　(1)将数据线拉高“1”。
　　(2)延时2微秒。
　　(3)将数据线拉低“0”。
　　(4)延时15微秒。
　　(5)将数据线拉高“1”。
　　(6)延时15微秒。
　　(7)读数据线得状态得到1个状态位,并进行数据处理。
　　(8)延时30微秒。
　　DS18B20得读操作时序图如图4、15所示。