DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图
智能温度传感器DS18B20的原理与应用
智能温度传感器DS18B20的原理与应用DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。
与传统的热敏电阻相比，他能够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。
可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。
因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。
他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
1DS18B20简介（1）独特的单线接口方式：DS18B20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。
（2）在使用中不需要任何外围元件。
（3）可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。
（4）测温范围：-55 ~+125 ℃。
固有测温分辨率为0.5 ℃。
（5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式。
（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。
（7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。
（8）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。
2DS18B20的内部结构DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图1所示。
(1) 64 b闪速ROM的结构如下：开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。
(2) 非易市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。
(3) 高速暂存存储器DS18B20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E 2RAM。
温度传感器DS18B20工作原理
温度传感器：DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，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诸多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。
2 DS18B20的内部结构DS18B20内部结构如图1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。
DS18B20的管脚排列如图2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地，见图4）。
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，每个DS18B20的64位序列号均不相同。
64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。
ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
图1 DS18B20的内部结构图2DS18B20的管脚排列DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，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。
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。
温度值高字节高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。
其中配置寄存器的格式如下：R1、R0决定温度转换的精度位数：R1R0=“00”，9位精度，最大转换时间为93.75ms；R1R0=“01”，10位精度，最大转换时间为187.5ms；R1R0=“10”，11位精度，最大转换时间为375ms；R1R0=“11”，12位精度，最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度。
DS18B20集成温度传感器原理及其应用
在生产实践中对温度的多点监测，有时需要同时检测多至数百个测温点 / 美国 +2332, 公司近年来推出了以 +,#-.!" 为代表的系列集成温度传感器 / 其器件的管芯内集成了温敏 元件、 数据转换芯片、 存储器芯片和计算机接口芯片等多功能模块， 该器件可直接输出二进制 温敏信号， 并通过串行输出方式与单片机通讯 / 该器件目前市场价格约为 #! 元 / 用其组成的 多点测温系统其稳定性、 可靠性、 维护工作量和工程造价等一系列指标均具有明显的优势 /
状态， 完成温度的转换和数据的输出 0 存储器命令的名称、 代码和功能如表 ! 所示 0
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#$$# #$ 和单片机 *+",-%# 构成的单线多点测温系统作为分布式测温系统的下位机 已成功设计、 调试， 并运用于某大型电冰箱企业的生产线上 . 批量检测 (%$ 台冰箱， 其测温点 数为 !(# 点， 采样周期为 ( /01， 温度量程为 2 %$ 3 4 "$ 3 ， 分辩力为 $5 % 3 . 现场的 (%$ 台 冰箱压缩机随时启动 6 停止， 存在着严重的电磁干扰， 由于使用了数字式温度传感器和合理的 现场总线技术， 加上在下位机系统设计上采用完善的软 6 硬件抗干扰措施， 使系统有很强的抗 干扰能力 . 经过一年的实际运行证明该系统具有投资省， 安装施工方便， 维护工作量小， 测温 精度高， 运行稳定可靠 . 性能远优于传统的模拟巡回检测系统 . 本系统具有广阔的应用前景 .
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DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理
DS18B20传感器使用一根三线总线与控制器进行通信。
这根总线上有
一个唯一的ROM代码，用于识别DS18B20传感器。
控制器可以通过总线向
传感器发送指令，以获取温度值。
传感器可采用独立供电，也可以从总线
上获取便携供电，传输数据使用可调制频率脉冲编码技术。
传感器测量温度时，先将一定时间的电流通过温度传感器，根据材料
特性，温度传感器的电阻值与温度成正比。
然后，通过电阻测量，测量传
感器两端的电压，并利用该电压计算出温度值。
传感器将通过总线向控制器发送温度值，由模数转换器将电阻值转换
为数字形式。
控制器接收到数字温度值后，可以进一步将其转换为实际温
度值，并进行相应的处理和显示。
DS18B20传感器具有很高的精度和稳定性。
它的温度测量范围广，通
常为-55到+125摄氏度。
传感器的精度可以达到0.5摄氏度，分辨率为
12位。
此外，DS18B20传感器还具有多种应用接口和配置选项，以满足不
同的应用需求。
总结来说，DS18B20传感器的工作原理是利用半导体材料的电阻随温
度变化而变化的特性，通过测量电阻值来推断温度。
它通过总线与控制器
进行通信，并使用模数转换器将测量到的电阻值转换为数字形式的温度值。
传感器具有高精度、稳定性和灵活性的特点，广泛应用于各种温度测量领域。
DS18B20数字温度传感器应用详解
DS18B20数字温度传感器应用详解电路图参考图:在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。
另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。
因此，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。
新的"一线器件"DS18B20体积更小、适用电压更宽、更经济。
美国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，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
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。
现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。
使你可以充分发挥“一线总线”的优点。
目前DS18B20批量采购价格仅10元左右。
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。
DS18B20的工作原理及应用
1.DS18B20的工作原理① DS18B20数字温度传感器概述DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。
因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
DS18B20产品的特点●只要求一个端口即可实现通信。
●在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
●实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
●测量温度范围在－55.C到＋125.C之间。
●数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
●内部有温度上、下限告警设置。
TO－92封装的DS18B20的引脚排列见右图，其引脚功能描述见表表3-2DS18B20详细引脚功能描述②DS18B20的内部结构DS18B20的内部框图下图所示，DS18B20 的内部有64 位的ROM 单元，和9 字节的暂存器单元。
64位ROM存储器件独一无二的序列号。
暂存器包含两字节（0和1字节）的温度寄存器，用于存储温度传感器的数字输出。
暂存器还提供一字节的上线警报触发（T H）和下线警报触发（TL）寄存器（2和3字节），和一字节的配置寄存器（4字节），使用者可以通过配置寄存器来设置温度转换的精度。
暂存器的5、6和7字节器件内部保留使用。
第八字节含有循环冗余码（CRC ）。
使用寄生电源时，DS18B20不需额外的供电电源；当总线为高电平时，功率由单总线上的上拉电阻通过DQ引脚提供；高电平总线信号同时也向内部电容CPP充电，CPP 在总线低电平时为器件供电。
（字节5~8 就不用看了）。
图为暂存器A.温度寄存器（0和1字节）DS18B20中的温度传感器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。
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。
DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图
DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图时间：2012-02-16 14:16:04 来源：赛微电子网作者：前言温度与工农业生产密切相关，对温度的测量和控制是提高生产效率、保证产品质量以及保障生产安全和节约能源的保障。
随着工业的不断发展，由于温度测量的普遍性，温度传感器的市场份额大大增加，居传感器首位。
数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
现在，新一代的DS18B20温度传感器体积更小、更经济、更灵活。
DS18B20温度传感器测量温度范围为-55℃～+125℃。
在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃。
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。
基于DS18B20温度传感器的重要性，小编整理出DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图供大家参考。
一、DS18B20温度传感器工作原理（热电阻工作原理）DS18B20温度传感器工作原理框图如图所示：DS18B20温度传感器工作原理框图图中低温度系数晶振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计数器1。
高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。
计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。
计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。
二、DS18B20温度传感器的应用电路1.DS18B20温度传感器寄生电源供电方式电路图寄生电源方式特点：(1)进行远距离测温时，无须本地电源。
(2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM。
DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理DS18B20是一种数字温度传感器，广泛应用于各种温度测量场景。
它采用一线数字接口，能够通过单一的数据线进行通信和供电。
本文将详细介绍DS18B20的工作原理。
DS18B20传感器由三个主要部份组成：温度传感器、数字转换器和串行总线接口。
温度传感器采用了高精度的摹拟传感器，能够实时测量环境温度。
数字转换器将摹拟信号转换为数字信号，并通过串行总线接口传输给主控设备。
DS18B20传感器的工作原理如下：1. 供电：DS18B20传感器通过数据线从主控设备获取供电。
主控设备向数据线发送一个脉冲信号，传感器通过检测脉冲信号的持续时间来判断供电电压的高低。
2. 温度测量：一旦传感器接收到供电信号，它开始测量环境温度。
传感器内部的摹拟传感器将环境温度转换为电压信号。
传感器通过内部电路对电压信号进行放大和滤波处理，以确保测量结果的精确性和稳定性。
3. 数字转换：经过放大和滤波处理后，摹拟信号被传递给数字转换器。
数字转换器将摹拟信号转换为二进制码，表示当前环境的温度值。
转换后的温度值以16位的形式存储在传感器内部的寄存器中。
4. 串行通信：DS18B20传感器通过串行总线接口将温度值传输给主控设备。
传感器将温度值按照一定的通信协议通过数据线发送给主控设备。
主控设备通过解析接收到的数据，可以获取到当前环境的温度值。
DS18B20传感器具有以下特点：1. 高精度：DS18B20传感器具有高达±0.5℃的温度测量精度，可以满足大多数应用的要求。
2. 数字接口：传感器采用一线数字接口，只需要一个数据线进行通信和供电，简化了系统设计和布线。
3. 多节点连接：多个DS18B20传感器可以通过串行总线接口连接到同一个主控设备，实现多点温度测量。
4. 低功耗：传感器在待机状态下功耗极低，惟独几微瓦，适适合于电池供电的应用场景。
5. 高可靠性：传感器具有内置的温度补偿和故障检测功能，能够提高系统的可靠性和稳定性。
温度传感器DS18B20工作原理以及引脚图
温度传感器：DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，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诸多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。
2 DS18B20的内部结构DS18B20内部结构如图1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。
DS18B20的管脚排列如图2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地，见图4）。
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，每个DS18B20的64位序列号均不相同。
64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。
ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
图2DS18B20的管脚排列DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，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。
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。
温度值高字节高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。
其中配置寄存器的格式如下：R1、R0决定温度转换的精度位数：R1R0=“00”，9位精度，最大转换时间为93.75ms；R1R0=“01”，10位精度，最大转换时间为187.5ms；R1R0=“10”，11位精度，最大转换时间为375ms；R1R0=“11”，12位精度，最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度。
温度传感器DS18B20的应用
被拉低， 在之后的１５ μｓ内必须释放单总线。
４． ＤＳ１８Ｂ２０ 初始化。
ｖｏｉｄ ｉｎｉｔ＿１８ｂ２０（ ｕｃｈａｒ ｃｈａｎｎｅｌ）
｛
ＤＤＲＣ ｜＝ＢＩＴ（ ｃｈａｎｎｅｌ） ；
／ ／口位变成输出
ＰＯＲＴＣ ＆＝～ＢＩＴ（ ｃｈａｎｎｅｌ） ；
／ ／输出为零， 拉低
总线
ｄｅｌａｙｕｓ（ ２５０） ；
很多智能化的温度传感器使用同步串行总线技 术 ， 如 ： Ｍｉｃｒｏｗｉｒｅ ／Ｐｌｕｓ （ ＮＳＣ） 等 均 采 用 串 行 总 线 协 议， 而ＤＳ１８Ｂ２０采用的是１－Ｗｉｒｅ总线协议。１－Ｗｉｒｅ是 ＤＡＬＬＡＳ公司的一项专有技术， 它采用一根信号线实 现信号的双向传输， 接口简单、节省Ｉ ／Ｏ口线、便于扩 展和维护。
ＰＯＲＴＣ ｜＝ＢＩＴ（ ｃｈａｎｎｅｌ） ； ／ ／口位为高电平
ＤＤＲＣ ｜＝ＢＩＴ（ ｃｈａｎｎｅｌ） ； ／ ／口位变成输出
｝
５．写 ＤＳ１８Ｂ２０。
ｖｏｉｄ ｗｒｉｔｅ＿１８ｂ２０（ ｕｃｈａｒ ｗｒ＿ｄａｔａ， ｕｃｈａｒ ｓｅｎｓｏｒ＿ｃｈａｎｎｅｌ）
｛
ｓｔａｔｉｃ ｕｃｈａｒ ｍ；
ｆｏｒ（ ｍ＝０； ｍ＜＝７； ｍ＋＋）
图６ 温度监测系统硬件结构图
使 用 方 便 的 一 线 数 字 式 温 度 传 感 器ＤＳ１８Ｂ２０， 全天候不间断地采集屯积物内部多层的现场环境温 度， 并将环境温度由ＩＮＴＥＲＮＥＴ或ＬＡＮ实时传送到异 地。ＤＳ１８Ｂ２０铺设方便、结构简单、监测准确、成本低 廉， 成功而有效地成为温度传感器的更新换代产品。 〔作者通联： 河南省工业学校 ４５０００２〕
１．ＤＳ１８Ｂ２０ 的复位时序。
图２ ＤＳ １８Ｂ２０复位时序
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。
DS18B20温度传感器原理ppt课件
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二. DS18B20的特点
1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电 2、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。 3、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网
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(3) DS18B20温度传感器的存储器 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高度的暂存器RAM和一个
非易失性的可电擦除的EEPROM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL 和结构寄存器。
多点测温。 4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一
只三极管的集成电路内。 5、温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃ 6、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℃，可实现高精度测温。 7、在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms
(2).延时480微妙（该时间的时间范围可以从480到960微妙）。
(3).数据线拉到高电平“1”。
(4).延时等待80微妙。如果初始化成功则在15到60微妙时间内产生一个由DS18B20
所返回的低电平“0”.根据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的
进行等待，不然会使程序进入转换为数字，速度更快。 8、测量结果直接输出数字温度信号，以"一根总线"串行传送给CPU，同时可传送
DS18B20水温控制系统+电路图程序
水温控制系统摘要：该水温控制系统采用单片机进行温度实时采集与控制。
温度信号由“一线总线”数字化温度传感器DS18B20提供，DS18B20在-10～+85°C范围内, 固有测温分辨率为0.5 ℃。
水温实时控制采用继电器控制电热丝和风扇进行升温、降温控制。
系统具备较高的测量精度和控制精度，能完成升温和降温控制。
关键字： AT89C51 DS18B20 水温控制Abstract: This water temperature control system uses the Single Chip Microcomputer to carry on temperature real-time gathering and controling. DS18B20, digitized temperature sensor, provides the temperature signal by "a main line". In -10～+85℃the scope, DS18B20’s inherent measuring accuracy is 0.5 ℃. The water temperature real-time control system uses the electricity nichrome wire carring on temperature increiseament and operates the electric fan to realize the temperature decrease control. The system has the higher measuring accuracy and the control precision, it also can complete the elevation of temperature and the temperature decrease control.Key Words:AT89C51 DS18B20 Water temperature control目录1. 系统方案选择和论证 (2)1.1 题目要求 (2)1.1.1 基本要求 (2)1.1.2 发挥部分 (2)1.1.3 说明 (2)1.2 系统基本方案 (2)1.2.1 各模块电路的方案选择及论证 (2)1.2.2 系统各模块的最终方案 (5)2. 硬件设计与实现 (6)2.1系统硬件模块关系 (6)2.2 主要单元电路的设计 (6)2.2.1 温度采集部分设计 (6)2.2.2 加热控制部分 (8)2.2.3 键盘、显示、控制器部分 (8)3. 系统软件设计 (10)3.1 读取DS18B20温度模块子程序 (10)3.2 数据处理子程序 (10)3.3 键盘扫描子程序 (12)3.4 主程序流程图 (13)4. 系统测试 (14)4.1 静态温度测试 (14)4.2动态温控测量 (14)4.3结果分析 (14)附录1：产品使用说明 (15)附录2：元件清单 (15)附录3：系统硬件原理图 (16)附录4：软件程序清单 (17)参考文献 (26)1.系统方案选择和论证1.1题目要求设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1L净水，容器为搪瓷器皿。
ds18b20温度传感器原理
湿度传感器的分类湿度传感器分类按工作原理：电阻型 --根据相对湿度的变化，产生相应的改变阻值典型产品HS1101电容性 -- 根据相对湿度的变化，产生相应的改变容值典型产品C5-M3 按输出方式：元件类--- 输出电阻或者电容信号，线性不太好，需要做后期处理，放大电路才能使用，例如HS1101,C5-M3,VH-01,CL-H003等等模块类--- 输出线性的电压或频率信号，一般是5VDC供电。
例如HF3226,HM1500,HIH4000,RHU223,RHU222,VHM- 10等等。
变送器--- 带外壳，12~30VDC供电，线性输出0~5/10VDC,4~20mA RS485，一般都是温湿度一体的，例如VHT-1,VHT-2 系列，可直接用于工程安装现场。
DS18B20数字温度计使用DS18B20数字温度计使用1．DS18B20基本知识DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。
因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
1、DS18B20产品的特点（1）、只要求一个端口即可实现通信。
（2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
（3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
（4）、测量温度范围在－55。
C到＋125。
C之间。
（5）、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
（6）、内部有温度上、下限告警设置。
2、DS18B20的引脚介绍TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图1，其引脚功能描述见表1。
（底视图）图1表1DS18B20详细引脚功能描述名称引脚功能描述序号1 GND 地信号2 DQ 数据输入/输出引脚。
开漏单总线接口引脚。
当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。
3 VDD 可选择的VDD引脚。
当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。
3．DS18B20的使用方法由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
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数字温度传感器应用详解
DS18B20数字温度传感器应用详解电路图参考图:在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。
另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。
因此，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。
新的"一线器件"DS18B20体积更小、适用电压更宽、更经济。
美国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，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
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。
现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。
使你可以充分发挥“一线总线”的优点。
目前DS18B20批量采购价格仅10元左右。
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。
DS18B20传感器
1、简介DS18B20是Dallas公司最新单线数字温度传感器，体积更小、适用电压更宽、更经济。
该传感器集温度变换、A/D转换于同一芯片，输出直接为数字信号，大大提高了电路的效率。
由于现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，且提高了CPU的效率。
管脚排列元器件实物图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: DQ 为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
具体元器件参数请参考DATESHEET相关文档。
2、DS18B20传感器工作原理1)、DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位二进制形式提供，形式表达，其中S为符号位。
具体表示如下图所示：2)、配置寄存器配置寄存器的格式如下：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，如下图所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）配置寄存器与分辨率关系表高速暂存存储器由9个字节组成，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，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。
3、DS18B20传感器工作时序DS18B20的一线工作协议流程是：1)、初始化时序主机首先发出一个480－960微秒的低电平脉冲，然后释放总线变为高电平，并在随后的480微秒时间内对总线进行检测，如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。
若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无器件应答。
单线数字温度传感器DS18B20原理及其应用.pdf
单线数字温度传感器DS18B20原理及其应用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。
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DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图
时间：2012-02-16 14:16:04 来源：赛微电子网作者：
前言
温度与工农业生产密切相关，对温度的测量和控制是提高生产效率、保证产品质量以及保障生产安全和节约能源的保障。
随着工业的不断发展，由于温度测量的普遍性，温度传感器的市场份额大大增加，居传感器首位。
数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
现在，新一代的DS18B20温度传感器体积更小、更经济、更灵活。
DS18B20温度传感器测量温度范围为-55℃～+125℃。
在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃。
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。
基于DS18B20温度传感器的重要性，小编整理出DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图供大家参考。
一、DS18B20温度传感器工作原理（热电阻工作原理）
DS18B20温度传感器工作原理框图如图所示：
DS18B20温度传感器工作原理框图
图中低温度系数晶振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计数器1。
高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。
计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。
计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。
二、DS18B20温度传感器的应用电路
1.DS18B20温度传感器寄生电源供电方式电路图
寄生电源方式特点：
(1)进行远距离测温时，无须本地电源。
(2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM。
(3)电路更加简洁，仅用一根I/O口实现测温。
(4)只适应于单一温度传感器测温情况下使用，不适于采用电池供电系统中。
DS18B20温度传感器寄生电源供电方式
2.DS18B20温度传感器寄生电源强上拉供电方式电路图
在强上拉供电方式下可以解决电流供应不足的问题，因此也适合于多点测温应用，缺点就是要多占用一根I/O口线进行强上拉切换。
DS18B20温度传感器寄生电源强上拉供电方式
3.DS18B20温度传感器的外部电源供电方式
外部电源供电方式是DS18B20温度传感器最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统，如图所示。
外部供电方式的多点测温电路图
三、DS18B20温度传感器使用中注意事项
(1)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS18B20温度传感器与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对DS18B20进行读写编程时，必须严格地保证读写时序，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DS18B20操作部分最好采用汇编语言实现。
(2)在DS18B20温度传感器的有关资料中均未提及单总线上所挂DS18B20数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个DS18B20，在实际应用中并非如此。
(3)连接DS18B20温度传感器的总线电缆是有长度限制的。
在采用DS18B20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DS18B20温度传感器测温程序设计中，向DS18B20发出温度转换命令后，程序总要等待DS18B20的返回信号，一旦某个DS18B20接触不好或断线，当程序读该DS18B20时，将没有返回信号，程序进入死循环。
(5)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，另一对线接VCC 和地线，屏蔽层在源端单点接地。
结语
DS18B20温度传感器（温度传感器应用实例）具有适应电压范围更宽、DS18B20支持多点组网功能等特点，本文通过介绍DS18B20温度传感器工作原理并结合DS18B20温度传感器的应用电路图，相信大家对DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图有所了解，最后小编提醒大家，DS18B20温度传感器使用中注意事项不容忽视，以免造成不必要的损失。