单线数字温度传感器DS18B20
第31课温度传感器DS18B20详解
实验现象
通过对DS18B20的控制，读取出DS18B20所采集的温度数据并在 数码管的第4、5、6、7位进行显示，温度精确到小数点后一位。
显示方式为：020.5（温度为正）或-10.4（温度为负）。
DS18B20的命令
ROM操作命令
（1）读ROM--33H （2）匹配ROM--55H （3）跳过ROM--CC
功能命令
（1）写暂存寄存器命令--4EH （2）读暂存寄存器指令--BEH （3）复制暂存寄存器命令—48H （4）启动温度转换命令—44H （5）回传EEPROM内容指令--B8H （6）读电源类型指令--B4H
如何用DS18B20来采集温度
访问一个DS18B20必须经过初始化、ROM命令和功能命令这三个步骤 。 单个DS18B20发命令顺序 第一步： DS18B20初始化----跳过ROM命令（CCH）----启动温度转换命令(44H) 第二步: DS18B20初始化----跳过ROM命令（CCH）----读暂存寄存器指令(BEH)
DS18B20简介
DS18B20是DALLS公司推出的“1-WIRE”接口的 数字温度传感器，可以直接将温度转换为9～12位串行 数字信号供单片机处理。它具有体积小、功耗低、精度 高、抗干扰能力强等优点。
DS18B20引脚和封装
DS18B20的内部结构
DS18B20当分辨率为9,10,11,和12位时，分别对应与0.5℃， 0.25℃，0.125℃,0.0625℃的温度增量
DS18B20写数据时序图分析
①首先给DQ赋值低电平。 ②延时确定时间15us。 ③对DQ赋值，向DS18B20写入相应的高低 电平。 ④再延时时间为45us。 ⑤最后给DQ置高电平。
DS18B20读数据时序分析
DS18b20
一、DS18B20基本结构原理
2. DS18B20外形与引脚功能
一、DS18B20基本结构原理
3.DS18B20内部结构图
存储与逻辑控制
供电 感应
64位ROM 1线端口
高速 寄存器
8位CRC
温度传感器 上限报警寄存器 下限报警寄存器
四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器。光刻ROM中的64位序列号是DS18B20的地址序列码。
开始
初始化DS18B20 跳过ROM匹配
开始温度转换
转换结束了否？ N
Y
初始化DS18B20 跳过ROM匹配
读温度值 结束
四、DS18B20的温度测量操作
2. DS18B20温度测量程序流程
开始 C51送复位脉冲 18B20送存在脉冲 送SKIP ROM命令
C51送复位脉冲 18B20送存在脉冲 送SKIP ROM命令
三、DS18B20的读写
(一）单线接口访问DS18B20的协议
➢根据DS18B20的通讯协议，主机（总线控制器）每次 访问DS18B20都必须遵循以下顺序：
初始化18B20 ； ROM操作命令； 存贮器操作命令： 执行/数据。
➢协议包括几种单线信号类型：复位信号、存在信号、写0、 写1、读0、读1。除存在信号外，全部由主机产生。
二、DS18B20的寄存器
3. DS18B20温度数据形式
温度存储器中数据用16位符号扩展的二进制补码形式表示。 0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
9位
12位
二、DS18B20的寄存器
以12为例：
12位数据，存储在18B20的两个8比特（位）的RAM中，Bit0是最低位， 二进制中的前面5位是符号位 如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得 到实际温度； 如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可 得到实际温度。 例如+125℃的数字输出为07D0H，+25.0625℃的数字输出为0191H，25.0625℃的数字输出为FF6FH，-55℃的数字输出为FC90H。
DS18B20温度传感器
DS18B20是一种单总线数字温度传感器，测试温度范围-55℃-125℃，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。
单总线，意味着没有时钟线，只有一根通信线。
单总线读写数据是靠控制起始时间和采样时间来完成，所以时序要求很严格，这也是DS18B20驱动编程的难点。
一.DS18B20温度传感器1.引脚图2.DS18B20内部结构图主要由2部分组成：64位ROM、9字节暂存器，如图所示。
(1) 64 位ROM。
它的内容是64 位序列号，它可以被看作是该DS18B20 的地址序列码，其作用是使每个DS18B20 都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20 的目的。
(2) 9字节暂存器包含：温度传感器、上限触发TH高温报警器、下限触发TL低温报警器、高速暂存器、8位CRC产生器。
3.64位ROM结构图8位CRC:是单总线系列器件的编码，DS18B20定义为28H。
48位序列号：是一个唯一的序列号。
8位系列码：由CRC产生器生产，作为ROM中的前56位编码的校验码。
4.9字节暂存器结构图以上是内部9 个字节的暂存单元（包括EEPROM）。
字节0~1 是温度存储器，用来存储转换好的温度。
字节2~3 是用户用来设置最高报警和最低报警值。
这个可以用软件来实现。
字节4 是配置寄存器，用来配置转换精度，让它工作在9~12 位。
字节5~7 保留位。
字节8 CRC校验位。
是64位ROM中的前56位编码的校验码。
由CRC发生器产生。
5.温度寄存器结构图温度寄存器由两个字节组成，分为低8位和高8位。
一共16位。
其中，第0位到第3位，存储的是温度值的小数部分。
第4位到第10位存储的是温度值的整数部分。
第11位到第15位为符号位。
全0表示是正温度，全1表示是负温度。
表格中的数值，如果相应的位为1，表示存在。
如果相应的位为0，表示不存在。
6.配置寄存器精度值：9-bit 0.5℃10-bit 0.25℃11-bit 0.125℃12-bit 0.0625℃7.温度/数据关系注意：如果温度是一个负温度，要将读到的数据减一再取反二.单总线协议1.单总线通信初始化初始化时序包括：主机发出的复位脉冲和从机发出的应答脉冲。
DS18B20中文资料(全)
-0.5
1111 1111 1111 1000
-10.125
1111 1111 0101 1110
-25.0625
1111 1110 0110 1111
-55
1111 1100 1001 0000
*上电复位时温度寄存器默认值为＋85℃
数据输出（十六进制） 07D0h 0550h 0191h 00A2h 0008h 0000h FFF8h FF5Eh FE6Eh FC90h
DS18B20通过达拉斯公司独有的单总线协议依靠一个单线端口通讯。当全部器件 经由一个3态端口或者漏极开路端口（DQ引脚在DS18B20上的情况下)与总线连接 的时候，控制线需要连接一个弱上拉电阻。在这个总线系统中，微控制器（主器 件）依靠每个器件独有的64位片序列号辨认总线上的器件和记录总线上的器件地 址。 由于每个装置有一个独特的片序列码,总线可以连接的器件数目事实上是无 限的。单总线协议，包括指令的详细解释和“时序”见单总线系统节。
DS18B20 可以通过从 VDD 引脚接入一个外部电源供电，或者可以工作于寄生电源 模式，该模式允许 DS18B20 工作于无外部电源需求状态。寄生电源在进行远距离 测温时是非常有用的。寄生电源的控制回路见图 1，当总线为高电平时，寄生电 源由单总线通过 VDD 引脚。这个电路会在总线处于高电平时偷能量，部分汲取的
报警操作信号
DS18B20 完成一次温度转换后，就拿温度值与和存储在 TH 和 TL 中一个字节的用 户自定义的报警预置值进行比较。标志位（S）指出温度值的正负：正数 S=0,负 数 S=1。TH 和 TL 寄存器是非易失性的，所以它们在掉电时仍然保存数据。在存 储器节将解释 TH 和 TL 是怎么存入高速暂存器的第 2 和第 3 个字节的。
数字温度传感器DS18B20资料
一、DS18B20特点1．单线结构，只需一根信号线和CPU相连。
2. 不需要外部元件，直接输出串行数据。
3. 可不需要外部电源，直接通过信号线供电，电源电压范围为3.3V～5V。
4．测温精度高，测温范围为：一55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为±O.5℃。
5．测温分辨率高，当选用12位转换位数时，温度分辨率可达0．0625℃。
6．数字量的转换精度及转换时间可通过简单的编程来控制：9位精度的转换时间为93．75 ms：10位精度的转换时间187.5ms：12位精度的转换时间750ms。
7.具有非易失性上、下限报警设定的功能，用户可方便地通过编程修改上、下限的数值。
8．可通过报警搜索命令识别哪片DS18820采集的温度超越上、下限。
二、DS18B20引脚及管脚功能介绍DS18B20的常用封装有3脚、8脚等几种形式，如图1所示。
各脚含义如下：DQ：数字信号输入／输出端。
GND：电源地端。
VDD：外接供电电源输入端(在寄生电源接线时此脚应接地)。
三、DS18B20内部结构简要介绍：DS18820的内部结构如图3所示：主要有64位光刻ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL、配置寄存器等组成。
1．64位光刻ROM是生产厂家给每一个出厂的DS18820命名的产品序列号，可以看作为该器件的地址序列号。
其作用是使每一个出厂的DS18820地址序列号都各不相同，这样，就可以实现一根总线上挂接多个DS18820的目的。
2．DS18820中的温度传感器完成对温度的测量，输出格式为：16位符号扩展的二进制补码。
当测温精度设置为12位时，分辨率为O．0625℃，即O．0625℃／LSB。
其二进制补码格式如图2所示。
其中，S为符号位，S=1，表示温度为负值；S=0，表示温度为正值。
例如+125℃的数字输出为07D0H，-55℃的数字输出为FC90H。
一些温度值对应的数字输出如图4所示。
DS18B20详细中文资料
分辨率可编程单总线数字温度传感器——DS18B20 特征：独特单总线接口，只需要一个端口引脚线即可实现通信每个器件的片上ROM 有一个独特64 位串行码存储多点能力使分布式温度检测应用得到简化不需要外围元件能用数据线供电，供电的范围3.0V～5.5V测量温度的范围：-55℃～+125℃（-67℉～+257℉）从-10℃～+85℃的测量的精度是±0.5℃温度传感器分别率由用户从9-12 位中选择在750ms 内把温度转换为12 位数字字（最大值）用户可定义，非易失性温度告警设置告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件（温度告警情况）可采用8 引脚SO（150mil）、8 引脚µSOP 和3 引脚TO-92 封装软件兼容DS1822 器件应用范围包括：恒温控制、工业系统、消费类产品、温度计和任何的热敏系统图1 DS18B20 引脚排列图引脚说明：GND—地DQ—数字输入输出VDD—供电电压NC—空连接一般说明：DS18B20 数字温度传感器提供9~12 位摄氏温度的测量，拥有非易失性用户可编程最高与最低触发点告警功能。
DS18B20 通过单总线实现通信，单总线通常是DS18B20 连接。
它能够感应温度的范围为-55℃~+125℃，在-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃，而且DS18B20 可以直接从数据线上获取供电（寄生电源）而不需要一个额外的外部电源。
因为每个DS18B20 拥有一个独特的64 序列号，因此它允许多个DS18B20 在一条单总线上，所以很方便使用一个微控制器来控制多个分布在较大范围内的DS18B20。
受益于这一特性的应用包括HAVC 环境控制、建筑物、设备和机械内的温度监测、以及过程监测和控制过程的温度监测。
图2注意： A "+"符号在封装上也标有。
订购信息表1S O* µSOP * TO-924 4 15 1 23 8 3DS18B20 详细引脚说明号符明说GND 地当脚引线总单路开，脚引出输入输据数，DQ 生寄见（供件器给时式模源电生寄用使电）分部源电VDD 选可下式模作操源电生寄在脚引，VDDVDD 地接须必* 表中所有未列出的引脚都是NC（空接）概述：方框图3 给出了表一所描述的DS18B20 的主要引脚连接。
智能数字温度传感器DS18B20
智能数字温度传感器DS18B20
由美国dallas 半导体公司生产的ds18b20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器，可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。
采用严格的焊接及封装等工艺，芯片每个引脚均用热缩管隔开,防止短路,内部封胶,防水防潮提高了测量精度，延长了使用寿命。
产品应用
1 该产品适用于冷冻库，粮仓，储罐，电讯机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域.
2 轴瓦，缸体，纺机，空调，等狭小空间工业设备测温和控制。
3 汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。
4 供热/制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制.
5 冷藏库温度监测、药厂GMP 监测系统、电信机房监控、啤酒生产、楼宇自控、仓库温度监测、环境监测、过程温度监测、空调监测、孵化温度控制、养殖业温度测量、温室大棚温度监测、家用冰箱、温度报警器、温度监控系统等。
参数介绍
工作电源电压（V ）
DC 3～5V 测温分辨率（%）
+0.006% 工作温度范围（℃）
-55℃~ +125℃ 测量数据传送方式
9～12位数字量串行传送 输出线连接方式
黑色：GND 黄色：DATA 红色：VDD+
线长
1米 探头尺寸
不锈钢探头6*50mm ；线耳传感器；M10*1.5mm 螺纹传感器
线耳传感器螺纹传感器
深圳嘉智捷电子技术有限公司是一家以产品研发，生产加工，销售为服务的技术型公司，拥有完整、科学的质量管理体系，主要产品有温度报警器、温湿度报警器、综合报警设备、传感器、语音拨号器等。
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温度传感器DS18B20中文资料
以 0.5 的增量值 在 0.5 至+125 的范围内测量温度 对于应用华氏温度的场合 必须使用查
找表或变换系数
注意 在 DS1820 中 温度是以 1/2 LSB 最低有效位 形式表示时 产生以下 9 位格式
MSB 最高有效位 1
最低有效位 LSB 11001110
= -25 最高有效 符号 位被复制到存储器内两字节的温度寄存器中较高 MSB 的所有位 这种 符号扩展
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DS1820
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图 3 使用 VDD 提供温度变换所需电流
钭率累加器用于补偿振荡器温度特性的非线性 以产生高分辩率的温度测量 通过改变温度每 升高一度 计数器必须经历的计数个数来实行补偿 因此 为了获得所需的分辩率 计数器的数值
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到这一点 当使用寄生电源方式时 VDD 引脚必须连接到地 向 DS1820 供电的另外一种方法是通过使用连接到 VDD 引脚的外部电源 如图 3 所示 这种方法
的优点是在 I/O 线上不要求强的上拉 总线上主机不需向上连接便在温度变换期间使线保持高电
3
ds18b20工作原理
ds18b20工作原理
DS18B20温度传感器是一种数字温度传感器，采用"1-wire"
（单总线）接口通信，其工作原理如下：
1. 传感器结构：DS18B20传感器由温度传感器芯片、电源线
和数据线组成。
芯片内部包含温度传感器、模数转换器和存储器。
2. 电源供电：传感器通过电源线从计算机、微控制器或其他设备中获取供电。
传感器的VDD和GND引脚用于供电。
3. 温度测量：传感器使用其内部温度传感器测量环境温度。
当温度变化时，传感器内部的温度传感器会产生电压变化。
4. 模数转换：传感器内部的模数转换器将温度传感器测量到的电压转换为数字信号。
转换后的数字信号可以在数据线上传输。
5. 通信协议：传感器使用1-wire接口协议进行通信。
该协议
允许使用单根数据线进行数据传输。
传感器通过数据线将温度数据发送给主控设备。
6. 数据读取：主控设备发送读取指令给传感器，传感器将温度数据通过数据线返回给主控设备。
主控设备可以通过读取传感器返回的数据来获取环境温度。
总结：DS18B20温度传感器工作原理基于温度传感器芯片和
模数转换器的结构，在供电后，传感器通过测量温度传感器的
电压变化来获取环境温度，并通过1-wire接口协议将温度数据传输给主控设备。
DS18B20温度传感器资料
DS18B20 单线温度传感器一．特征:●独特的单线接口，只需 1 个接口引脚即可通信●每个设备都有一个唯一的64位串行代码存储在光盘片上●多点能力使分布式温度检测应用得以简化●不需要外部部件●可以从数据线供电,电源电压范围为3。
0V至5。
5V●测量范围从-55 ° C至+125 ° C（—67 ° F至257 ° F），从—10℃至+85 ° C的精度为0。
5 °C●温度计分辨率是用户可选择的9至12位●转换12位数字的最长时间是750ms●用户可定义的非易失性的温度告警设置●告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件 (温度告警情况）●采用8引脚SO（150mil）,8引脚SOP和3引脚TO — 92封装●软件与DS1822兼容●应用范围包括恒温控制工业系统消费类产品温度计或任何热敏系统二．简介该DS18B20的数字温度计提供9至12位的摄氏温度测量,并具有与非易失性用户可编程上限和下限报警功能。
信息单线接口送入 DS1820 或从 DS1820 送出，因此按照定义只需要一条数据线(和地线）与中央微处理器进行通信.它的测温范围从—55 °C到 +125 ° C,其中从—10 °C至+85 °C可以精确到0。
5°C 。
此外，DS18B20可以从数据线直接供电（“寄生电源"），从而消除了供应需要一个外部电源。
每个 DS18B20 的有一个唯一的64位序列码,它允许多个DS18B20s的功能在同一1-巴士线.因此，用一个微处理器控制大面积分布的许多DS18B20s是非常简单的。
此特性的应用范围包括 HVAC、环境控制、建筑物、设备或机械内的温度检测以及过程监视和控制系统.三．综述64位ROM存储设备的独特序号。
存贮器包含2个字节的温度寄存器,它存储来自温度传感器的数字输出。
单总线温度传感器DS18B20
单总线温度传感器DS18B20DS18B20是DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器，它特别适用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（提供9位二进制数字）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。
它具有3引脚TO－92小体积封装形式，温度测量范围为－55℃～＋125℃，可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
⑴ DS18B20外形及引脚说明外形及引脚如图2所示：图2 管脚排列图在TO-92和SO-8的封装中引脚有所不同，具体差别请查阅PDF手册，在TO-92封装中引脚分配如下：1（GND）：地2（DQ）：单线运用的数据输入输出引脚3（VDD）：可选的电源引脚⑵ DS18B20工作过程及时序DS18B20内部的低温度系数振荡器是一个振荡频率随温度变化很小的振荡器，为计数器1提供一频率稳定的计数脉冲。
高温度系数振荡器是一个振荡频率对温度很敏感的振荡器，为计数器2提供一个频率随温度变化的计数脉冲。
初始时，温度寄存器被预置成-55℃，每当计数器1从预置数开始减计数到0时，温度寄存器中寄存的温度值就增加1℃，这个过程重复进行，直到计数器2计数到0时便停止。
初始时，计数器1预置的是与-55℃相对应的一个预置值。
以后计数器1每一个循环的预置数都由斜率累加器提供。
为了补偿振荡器温度特性的非线性性，斜率累加器提供的预置数也随温度相应变化。
计数器1的预置数也就是在给定温度处使温度寄存器寄存值增加1℃计数器所需要的计数个数。
DS18B20内部的比较器以四舍五入的量化方式确定温度寄存器的最低有效位。
ds18b20温度传感器工作原理
ds18b20温度传感器工作原理
DS18B20温度传感器是一种数字温度传感器，它基于热电效
应来测量温度。
该传感器由一个精密的温度传感器和一个数字转换器组成。
以下是DS18B20温度传感器的工作原理：
1. 热电效应：DS18B20温度传感器利用热电效应来测量温度。
当两个不同材料的接触点形成温度梯度时，就会产生电动势。
传感器中的温度传感器部分采用的材料对温度变化非常敏感，因此产生的电动势可以反映出温度的变化。
2. 温度传感器：DS18B20温度传感器中的温度传感器部分是
由一个特殊的材料制成的。
该材料具有温度敏感性，当温度变化时，该材料会产生电动势。
这个电动势可以通过传感器的引脚进行读取和转换。
3. 数字转换器：DS18B20温度传感器具有内置的数字转换器。
这个数字转换器可以将从温度传感器获得的电压信号转换为数字信号。
数字信号可以直接读取和处理，而无需进行模拟信号转换。
4. 串行总线通信：DS18B20温度传感器通过一种称为One-
Wire总线的串行通信协议与主控制器进行通信。
传感器和主
控制器之间只需使用单一的数据线进行通信，使得传感器的连接变得简单方便。
总结起来，DS18B20温度传感器工作原理是利用热电效应测
量温度，并通过温度传感器和数字转换器来转换和读取温度信号。
该传感器通过One-Wire总线与主控制器进行通信。
温度传感器DS18B20
注： (1)温度以补码形式 存放； (2)9位分辨率时， 得到的十进制数乘 以0.5；10位分辨率 乘0.25;11位分辨率 乘0.125
温度/数据关系表
DS18B20的配置寄存器
通过设置配置寄存器的R0、R1来确定精度。
DS18B20的主要部件
1）64位光刻ROM 2）温度灵敏元件 3）非易失性温度告警触发器TH和TL
64位光刻ROM
出厂前被光刻好。 低8位为产品类型号：单线系列编码（DS18B20为 19H） 中间48位为产品唯一的序列号 高8位是前面56位的CRC循环冗余校验码 光刻ROM的作用：使每一个DS18B20各不相同，这 样可以实现一个总线上挂接多个DS18B20。
温度传感器DS18B20
DS18B20器件引脚
DS18B20是美国DALLAS公司推出的第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。 引脚：
八脚贴片式封装
引脚 GND
DQ VDD
定义 电源负极
信号输入输出 电源正极 空
三脚直插式封装
NC
DS18B20的主要特性
独特的单线接口方式，只需一个引脚即可通信 不需要外部元件 可用数据线供电，不需备份电源（寄生电源工作方式） 测温范围：－55 ℃～＋125 ℃ 可编程分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5 ℃、0.25 ℃、0.125 ℃、0.0625 ℃。 内置EEPROM,限温报警功能 64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接 负压特性。电源接反时，芯片不会烧毁，但不能正常工 作
Ds18b20百度百科
DS18B20DS-18B20 数字温度传感器本公司最新推出TS-18B20数字温度传感器，该产品采用美国DALLAS公司生产的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和控制领域。
1: 技术性能描述1.1 独特的单线接口方式，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的双向通讯。
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可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定，实现多点测温1.4 工作电源: 3~5V/DC1.5 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Φ61.8 适用于DN15~25, DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温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，电缆线槽等测温和控制领域2.2 轴瓦，缸体，纺机，空调，等狭小空间工业设备测温和控制。
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和工业领域测温和控制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TS-18B20 -55~125 无 1.5 mTS-18B20A -55~125 M10X1 1.5m DN15~25TS-18B20B -55~125 1/2”G 接线盒DN40~ 604：接线说明特点独特的一线接口，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 ℃。
友台半导体有限公司 DS18B20H 单总线温度传感器说明书
特点 ● 单总线接口,节约布线资源● 应用简单,无需额外器件● 转换温度时间500ms● 可编程9~12位数字输出●宽供电电压范围● 每颗芯片有可编程的ID 序列号 ● 用户可自行设置报警值 ● 超强ESD 保护能力（HBM>8000V ）● 典型待机电流功耗1µA @3V ●典型换电流功耗0.6mA@3V典型应用● 便携应用，手机与穿戴设备● 温度监控 ●粮情监测● 智能家电系统 ● 水温测量● 建筑、设备或机房内部温度监测系统● 过程监测和控制系统概述是一款高精度的单总线温度测量芯片。
温度传感器的测温范围为-55°C 到+125°C ；根据用户需要通过配置寄存器可以设定数字转换精度和测温速度。
芯片内置4byte 非易失性存储单元供用户使用，2byte 用于高低温报警，另外2byte 用于保存用户自定义信息。
在-10°C 到+85°C 范围内最大误差为±°C 。
用户可自主选择电源供电模式和寄生供电模式。
单总线接口允许多个设备挂在同一总线，该特性使得也非常便于部署分布型温度采集系统。
管脚图和管脚描述34167852GNDDQ VDD MSOP82.5V-5.5V DS18B20H DS18B200.4DS18B20图1 DS18B20框图结构框图图1是DS18B20的原理框图。
64位ROM存储了器件的唯一序列码。
暂存器包含了两个字节的温度寄存器，存储来自于温度传感器的数字输出。
另外，暂存器提供了一高一低两个报警触发阈值寄存器（TH和TL）。
配置寄存器允许用户设定温度数字转换的分辨率为9,10，11或12位。
2个字节的用户可编程E2PROM是非易失性存储，器件掉电时数据不会失去。
DS18B20使用单总线协议，总线通讯通过一根控制信号线实现。
控制线需要一个弱上拉电阻这样所有的器件都通过三态或者开漏极端口（就是DS18B20的DQ引脚）连接到总线上。
DS18B20-温度传感器
系统方案框图
• 系统方案框图
DS18B20与单片机接口电路设计
知识回顾 Knowledge Review
祝您成功！
• 方案采用STC89C52八位单片机实现。单片机 软件编程的自由度大，可通过编程实现各种 各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小， 硬件实现简单，安装方便。既可以单独对多 DS18B20控制工作，还可以与PC机通信.运用 主从分布式思想，由一台上位机（PC机）， 下位机（单片机）多点温度数据采集，组成 两级分布式多点温度测量的巡回检测系统,实 现远程控制。另外STC89C52在工业控制上也 有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路 的配合使用都很成熟。
• DS18B20内部结构及功能
• DS18B20采用3脚PR—35封装或8脚SOIC封 装，其内部结构主要包括：寄生电源，温度 传感器，64位ROM和单总线接口，存放中间 数据的高速暂存器RAM，用于存储用户设定 温度上下限值的TH和TL触发器，存储与控制 逻辑，8位循环冗余校验码（CRC）发生器 等7部分。
DS18B20内部结构图
DS18B20的测温原理
• 低温度系数振荡器的振荡频率受温度影响很 小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法 计数器1；高温度系数振荡器随温度变化其 振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法 计数器2的脉冲输入。当计数门打开 时,DS18B20就对低温度系数振荡器产生的 时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。
• 下位机采用的是STC89C52单片机基于数字 温度传感器DS18B20的系统。由于 STC89C52可以带多个DSB1820,因此可以 非常容易实现多点测量.轻松的组建传感器
网络，并且单片机可以同时进行数码显示 与键盘控制，也可以通过RS232串口与上 位机（PC机）进行数据通讯，达到全方位 立体监控的效果。
温度传感器ds18b20
温度传感器ds18b20温度传感器DS18B201. 简介温度传感器DS18B20是一种数字温度传感器，可用于测量环境温度。
该传感器由Maxim Integrated公司生产，并在许多应用中得到了广泛的应用，如家庭自动化、气象站、工业控制等。
DS18B20采用了数字化接口，并具有高精度、可编程分辨率和低功耗等特点。
2. 技术规格DS18B20的技术规格如下：- 工作电源：3.0V至5.5V- 测量范围：-55°C至+125°C- 分辨率：可编程为9、10、11或12位- 精度：±0.5°C（在-10°C至+85°C范围内）- 通信接口：一线式数字接口3. 工作原理DS18B20采用了一线式数字接口，这意味着它只需要一根数据线进行通信。
传感器从控制器接收命令，并通过数据线将温度数据发送回控制器。
传感器的数据线同时起到了供电的作用。
DS18B20通过内部的精密温度传感器测量环境温度。
传感器将温度转换为数字信号，并通过数据线将其发送给控制器。
传感器的分辨率可以根据需要进行编程，从而在精度和响应速度之间进行平衡。
4. 使用方法使用DS18B20温度传感器非常简单。
首先，将传感器的电源引脚连接到可用的电源引脚，并将数据线连接到控制器的GPIO引脚。
然后，通过控制器向传感器发送命令，请求温度数据。
传感器将在一段时间后将温度数据发送回控制器，控制器可以读取这些数据并进行相应的处理。
DS18B20还具有一些特殊的命令，如启动温度转换、复位传感器和读取ROM代码等。
这些命令可以通过与控制器的通信来实现。
5. 应用领域温度传感器DS18B20在许多应用中得到了广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：- 家庭自动化：DS18B20可以用于监测室内温度，从而实现智能化的温控系统。
- 气象站：DS18B20可以用于监测室外温度，并将数据发送到气象站系统进行分析和显示。
DS18B20
单总线数字温度传感器DS18B20一DS18B20特点DS18B20 是单线数字温度传感器，即“一线器件”。
单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换，控制都由这根线完成。
单总线通常要求外接一个约为4.7K—10K 的上拉电阻，这样，当总线闲置时其状态为高电平。
DS18B20具有独特的优点：（ 1 ）采用单总线的接口方式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 的双向通讯。
单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
（ 2 ）测量温度范围宽，测量精度高DS18B20 的测量范围为-55 ℃~+ 125 ℃；在-10~+ 85°C 范围内，精度为±0.5°C 。
（3 ）在使用中不需要任何外围元件。
（4 ）持多点组网功能多个DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。
（5 ）供电方式灵活DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。
因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。
（6 ）测量参数可配置DS18B20 的测量分辨率可通过程序设定9~12 位。
（7 ）负压特性电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
（8 ）掉电保护功能DS18B20 内部含有EEPROM ，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。
（9 ）DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围，适合于构建自己的经济的测温系统，因此也就被设计者们所青睐。
二DS18B20芯片结构1 DS18B20的外部结构DS18B20可采用3脚TO-92小体积封装和8脚SOIC封装。
其外形和引脚图如下：2 DS18B20内部结构如图所示主要由4部分组成：64 位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器。
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单线数字温度传感器DS１８B2０————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：DALLＡS最新单线数字温度传感器DＳ1８B20简介新的"一线器件＂体积更小、适用电压更宽、更经济 DALLＡS 半导体公司的数字化温度传感器DＳ１820是世界上第一片支持"一线总线"接口的温度传感器。
一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。
ＤS18Ｂ20、DS1８2２＂一线总线＂数字化温度传感器同DS1820一样，DS1８Ｂ20也支持＂一线总线"接口，测量温度范围为 -55°C～+１25°C,在-1０～+85°Ｃ范围内,精度为±０．5°C。
DS1822的精度较差为±2°C 。
现场温度直接以＂一线总线"的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。
适合于恶劣环境的现场温度测量,如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。
与前一代产品不同，新的产品支持3V~5．5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。
而且新一代产品更便宜,体积更小。
DS１8B20、 DS1８22 的特性 DS１8B２０可以程序设定９～1２位的分辨率,精度为±0.５°C。
可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围。
分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EＥPＲOM中，掉电后依然保存。
DS１8Ｂ20的性能是新一代产品中最好的!性能价格比也非常出色！ DS182２与 DS18B2０软件兼容,是ＤS18B20的简化版本。
省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROＭ，精度降低为±2°C,适用于对性能要求不高,成本控制严格的应用,是经济型产品。
继"一线总线"的早期产品后，DS１820开辟了温度传感器技术的新概念。
DS1８B2０和ＤS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。
1． DS１8B20的新性能（1) 可用数据线供电,电压范围：３.0～5．5V;(２) 测温范围：-55~+12５℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃;(3）可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0．2５℃、0.１25℃和0．０６2５℃;(4） 12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字;(５) 负压特性:电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
ﻫ2. DS １8B20的外形和内部结构DS18B2０内部结构主要由四部分组成:64位光刻RＯＭ、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TＬ、配置寄存器。
DS18B20的管脚排列如下：图（1)ＤS18Ｂ20外形图引脚定义: ﻫ(1) GND为电源地；ﻫ(2) DQ为数字信号输入/输出端；ﻫ(3) Vｃc为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地）。
内部结构单线数字温度传感器DS18B2０图 (２) DS18B20内部结构图ＤＳ１8B20有4个主要的数据部件：ﻫ（1)光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该ＤS18B２０的地址序列码。
64位光刻ROM的排列是:开始8位(２8Ｈ）是产品类型标号，接着的48位是该DS1８Ｂ20自身的序列号，最后8位是前面5６位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1)。
光刻ROＭ的作用是使每一个ＤS1８B２0都各不相同,这(2） DS18Ｂ２0中的温度传感器样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
ﻫ可完成对温度的测量，以１2位转化为例:用16位符号扩展的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。
ﻫ表1 ＤS18B20温度值格式表单线数字温度传感器DS18B20这是12位转化后得到的1２位数据，存储在18Ｂ2０的两个８比特的RAM中,二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于０，这5位为0,只要将测到的数值乘于0．06２5即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为１,测到的数值需要取反加1再乘于0.0６25即可得到实际温度。
ﻫ例如+12５℃的数字输出为０7Ｄ0H，＋２5．0625℃的数字输出为０１91Ｈ，-2５．06２５℃的数字输出为FF6ＦＨ，-55℃的数字输出为FC９0Ｈ。
表2 DS18B2０温度数据表单线数字温度传感器DS18B2０(3）DS１8B2０温度传感器的存储器ﻫDS１8B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、ＴL 和结构寄存器。
(4)配置寄存器ﻫ该字节各位的意义如下: ﻫ表3 配置寄存器结构ＴM R１ R0 1 １ 1 1 １ﻫ低五位一直都是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。
Ｒ1和R0用来设置分辨率,如下表所示:(DS18B20出厂时被设置为12位)ﻫ分辨率设置表：表4 温度值分辨率设置表Ｒ1 Ｒ０分辨率温度最大转换时间ﻫ００9位 93．75ms1１2位750ms０ 1 1０位１87.5ms ﻫ1０ 11位３75ｍs ﻫ13. 高速暂存存储器ﻫ高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如表5所示。
当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。
单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前，高位在后,数据格式如表1所示。
对应的温度计算：当符号位S＝0时，直接将二进制位转换为十进制；当S=１时，先将补码变为原码,再计算十进制值。
表 2是对应的一部分温度值。
第九个字节是冗余检验字节。
表5 DS18B２０暂存寄存器分布ﻫ寄存器内容字节地址ﻫ温度值低位 0温度值高位 1 ﻫ高温限值ＴH 2低温限值TL 3配置寄存器４ﻫ保留 5保留６保留７ﻫＣＲC检验8根据DS18B20的通讯协议,主机控制ＤS１8B２0完成温度转换必须经过三个步骤：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5０0微秒,然后释放,DS1８Ｂ20收到信号后等待１6～6０微秒左右，后发出6０~２４0微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。
表6 ROM指令表ﻫ指令约定代码功能读ROM 33H 读DS１8２0ＲOM中的编码(即64位地址) ﻫ符合ROM 55Ｈ发出此命令之后,接着发出６4位ROM编码，访问单总线上与该编码相对应的DS1８20使之作出响应，为下一步对该DS1820的读写作准备。
搜索RＯＭ0F0H 用于确定挂接在同一总线上DS1８20的个数和识别64位ROM地址。
为操作各器件作好准备。
跳过ＲOM 0CCH 忽略6４位ROM地址,直接向DS18２０发温度变换命令。
适用于单片工作。
告警搜索命令 0EＣH 执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。
表7 ＲAM指令表ﻫ指令约定代码功能温度变换 44H 启动DS１820进行温度转换,转换时最长为50０mｓ(典型为20０ｍs）。
结果存入内部9字节RＡM中。
ﻫ读暂存器 0ＢEH 内部RAM中9字节的内容写暂存器 4EH 发出向内部RAＭ的3、4字节写上、下限温度数据命令,紧跟该命令之后,是传送两字节的数据。
复制暂存器 4８H 将RAM中第3、4字节的内容复制到EEＰRＯM中。
重调EEPRＯM ０B8Ｈ将EＥPROＭ中内容恢复到RＡM中的第3、4字节。
读供电方式 0B4H 读DS1８２0的供电模式。
寄生供电时DS１820发送“0”，外接电源供电DS182０发送“1”。
ﻫ DS1８B２0的读写时序和测温原理与DS1８20相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2ｓ减为７５0ms。
ﻫDS１8Ｂ２０的读写时序如下。
PROＣＷRITＥﻫＷRITE: ＭOV R2,#8ﻫCLＲＣﻫWR1: CLＲＤQﻫ MＯV Ｒ7,#６DＪNZ R７，$ﻫRRC Aﻫ MOV DQ,CMOV R7,#２3ﻫＤJNZ R7,＄ＳETB DＱNOPDJNＺ R2,WR１SEＴB DQRETﻫ；读一个字节,出口:Ａ=读入的字节ﻫ PRＯC DREAＤＤＲEAＤ: ＭOV R2,#8ﻫREADL: CLR CSETB DQﻫNＯＰNOPﻫＣLR DQNＯPNＯPﻫ NOPSETB DQ ;产生时间片MOＶ R7,#7ﻫＤＪNＺＲ7,$MOV C,DQﻫＭOV R7，#２3DJNZ R７，＄ﻫ RRC ＡDJNZ R2，ＲEAＤLＲEＴ５. DＳ182０使用中注意事项ﻫ DＳ1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题：(1) 较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于ＤS1820与微处理器间采用串行数据传送,因此，在对DS１820进行读写编程时,必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。
在使用ＰL/M、C等高级语言进行系统程序设计时，对DS1８2０操作部分最好采用汇编语言实现。
ﻫ (2) 在DＳ1８20的有关资料中均未提及单总线上所挂DＳ1820数量问题,容易使人误认为可以挂任意多个DＳ１８20，在实际应用中并非如此。
当单总线上所挂ＤS1820超过8个时,就需要解决微处理器的总线驱动问题,这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。
ﻫ（3）连接DＳ18２0的总线电缆是有长度限制的。
试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。
当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达15０m,当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。
这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。
因此，在用DS１8２0进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。
(4）在DS1820测温程序设计中,向DS1820发出温度转换命令后,程序总要等待DS18２0的返回信号，一旦某个DS1820接触不好或断线，当程序读该DS1８２0时，将没有返回信号,程序进入死循环。
这一点在进行ＤS1820硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。
ﻫ测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线,其中一对线接地线与信号线，另一组接VCC和地线,屏蔽层在源端单点接地。