DS18B20溫度傳感器詳解

時間：2022-08-11作者：深圳市華辰康科技有限公司瀏覽：205

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僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊
1.3、DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫
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℃，可實現(xiàn)高精度測溫
1.7、在9位分辨率時多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時多在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，以"*總線"串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有強的抗干擾糾錯能力
1.9、負(fù)壓特性：電源性接反時，芯片不會因發(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接地）。
 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖


3、DS18B20工作原理


DS18B20的讀寫時序和測溫原理與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)換時的延時時間由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送給計數(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)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖3中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預(yù)置值。
 DS18B20測溫原理框圖




DS18B20有4個主要的數(shù)據(jù)部件：


（1）光刻ROM中的64位序列號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，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，后8位是**56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個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位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位。


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)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的**5位是符號位，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溫度傳感器的存儲器




DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個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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• 詞條

  詞條說明

• 數(shù)字溫度傳感器應(yīng)用有哪些？

  現(xiàn)階段，盡管主要的溫度傳感器，如熱電偶、熱電阻及輻射溫度計等的技術(shù)水平已經(jīng)成熟，不過只能在傳統(tǒng)化的場合應(yīng)用，不可以滿足很多領(lǐng)域的需求，尤其是新科技領(lǐng)域。所以，各個*都在針對性的競爭開發(fā)各種各樣新型溫度傳感器及特殊的實用測量技術(shù)水平。 新型數(shù)字溫度傳感器的應(yīng)用范疇很廣，它不僅廣泛應(yīng)用于尋常百姓的日常生活中，而且也大量用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的自動化控制和生產(chǎn)過程檢測控制系統(tǒng)。 現(xiàn)階段世界范疇內(nèi)溫度傳感

• DS18B20溫度傳感器工作原理

  DS18B20溫度傳感器工作原理溫度傳感器（temperature transducer）是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的**部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。主要分類：接觸式接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。溫度計通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_到熱平衡，從而使溫度計的示值

• 數(shù)字溫度傳感器(DS18B20)參數(shù)信息介紹

  數(shù)字溫度傳感器(DS18B20)參數(shù)信息返回16位二進制溫度數(shù)值主機和從機通信使用單總線one-wire，即使用單線進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收電源可以使用數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源，但在實際應(yīng)用過程中，確保DS18B20能夠獲得充足的驅(qū)動電流，成為能夠返回二進制溫度數(shù)值的關(guān)鍵。接線模式下文介紹。每個DS18B20都有**一的64位-ID，此特性決定了它可以將任意多的DS18b20掛載到一根總線上，

• 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)鎧裝熱電偶壓簧固定熱電偶插座式熱電阻直角彎頭熱電偶■ 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