数字化温度传感器
使用DS18B20温度传感器测温
第11章使用DS18B20温度传感器测温11.1 概述现实生产生活中，小到测量体温的温度计，大到航天飞机的温控系统，处处都离不开温度测量。
工业生产中的三大指标（流量、压力、温度）之一就是温度，温度测量可以说是无处不在，遍布了我们生活生产的方方面面。
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司生产的数字化温度传感器，它与以往模拟量温度传感器不同，数字化是其一大特点，它能将被测环境温度直接转化为数字量，并以串行数据流的形式传输给单片机等微处理器去处理。
DS18B20温度传感器的另一个主要特点是它是单总线的，即它与单片机等微处理器连接时，只需占用一个I/O管脚，并且不再需要其它任何外部元器件，这大大简化了它与但单片机之间的接口电路。
11.2 DS18B20温度传感器介绍目前，使用最普遍的DS18B20温度传感器是三脚TO-92直插式封装这一种，这种封装的DS18B20实物如图11-1所示。
可以看到它体积很小，只有三只管脚，外形与一般的三极管极其相似。
图11-2是其三脚TO-92直插式封装图，表11-1列出了DS18B20各个引脚的定义。
如图11-1 如图11-2表11-1 DS18B20引脚定义。
1、DS18B20温度传感器特性简介◆独特的单总线（一条线）接口，与微处理器通信只需一个I/O管脚，且硬件连接无需其它外部元件；◆测量结果直接输出数字量，可直接与微处理器通信；◆供电电压范围3.0V~5.5V；在寄生电源方式下可有数据线供电；◆测温范围-55℃~+125℃；在-10℃~+85℃范围内，测量精度可达±0.5℃；◆可编程的9~12位测温分辨率，对应的可分辨温度值分别为0.5℃，0.25℃，0.125℃，0.0625℃；12位分辨率时的温度测量转换最长时间（上限）只有750ms；◆每一片DS18B20都有自己独一无二的芯片号码；多片DS18B20可以并联在一条数据总线上实现不同地点的多点组网；◆应用范围包括温度调控，工业现场测温，消费类产品，温度计及热敏系统等。
数字温度传感器工作原理
数字温度传感器工作原理
数字温度传感器是一种用于测量温度的装置，它能够将温度转化为数字信号输出。
这类传感器通常使用特定的敏感元件，如热敏电阻（PTC或NTC）、热电偶或热电阻（如铂电阻）等。
对于热敏电阻传感器，它的阻值会随温度的变化而变化。
通常情况下，热敏电阻是一个负温度系数（NTC）电阻元件，即其阻值随温度的升高而下降。
数字温度传感器通过测量热敏电阻的阻值，并将其转化为数字信号输出，从而得到温度值。
热电偶则是利用两个不同材料的导电性质差异以及温度变化引起的电动势变化来测量温度的传感器。
当两个导电材料的接触点处于不同的温度下时，会产生一定的电势差。
通过测量这个电势差，可以计算出温度值。
而热电阻则是利用材料在不同温度下的电阻值变化来测量温度的传感器。
最常用的热电阻材料是铂电阻（Pt100或Pt1000），其电阻值与温度之间具有良好的线性关系。
将热电阻放置在待测温度环境中，通过测量电阻值的变化，可以通过查表或计算得出温度值。
通过将热敏电阻、热电偶或热电阻连接到一定的电路中，数字温度传感器可以将温度转换为数字信号输出。
这些数字信号可以通过一定的标准协议传输，如I2C、SPI或UART等，从而
将温度值传送给其他的设备或系统进行处理和分析。
数字温度传感器DS18B20在医疗设备数字化管理中的开发应用
［ 摘
要］ 目的 ｉ实现 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０数 字温度传感器在 医疗设 备数 字化 管理 中的应 用。方法 ：利 用 Ｃ ５ １单 片
机 技 术 ，通 过 单 片机 Ｃ语 言编 程 ，实 现 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 温 度 传 感 器 温 试 采 集 、 转 换 和 显 示 。结 果 ： 实现 了 医 疗 设 备
量；
行 ，引 发机 器故 障 。 本 温控 系 统 主 要 利 用 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０作 为 温 度 传 感 器 ，通 过单 片机 Ｃ ５ １控 制 实 现 温 度 检 测 系 统 与计 算 机进 行数 据联 接 ，应 用计 算机 语 言进行 温控 数 据 （ 信 息 ） 处理 ，最终 实 现远 程 、实 时地 监 测 机 器 内 部 温控 系 统 运 行 情 况 及 设 备 机 房 工 作 环 境 温 控 情
时 间 长 ；另 一 种 是 并 联 多 线 制 连 接 方 式 ，该 方 式 优 点 是程 序 简 单 ，无 需 对 每 个 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０进 行 软 件 区分 ，因此 单 次 采 集 时 间 快 ，但 要 多 使 用 Ｉ ／ Ｏ口 资 源 ，所 以在 单 片 机 Ｉ ／ Ｏ端 口资 源 不 紧 张 情 况 ， 建 议 使 用 此 种 方式 。 本课题 多 点温 度测 量连 接采 用并 联 多线 制连 接 方式 ，其 多点 温度 测量 读 出子程 序就 无需 增 添器 件 识 别 程序 ，可按 单个 器 件方 式进 行初 始化 ，同时 发 送 各个 指令 ，在 数据 转换 完成 之 后 ，再通 过逐 个循 环 读 出方式 ，进 行温 度数 据 的读 出 。现 以 ３个 测量
｛ ０ ，０ ，０｝ ，ｔ ｅ ｍ ｐ［ ３ ］ ＝ ｛ ０ ，０ ，０｝ ，ｘ Ｔ Ｌ ｏ ｗ
数字化无线温度传感器的设计与实现
酗 ｒ ｒｓＭｉｏｏｔ ｌｒＤｇａ Ｔ ｍ ｅ ｔ ｅＳｎｏ； ｒ ｅ ｒ ｓｅ ｅ ｄ ： ｃ ｃｎｒｌ ； ｉｔ ｅ ｐｒ ｕ ｓｒＷｉｌ ｓ ａ ｃｉ ｒ Ｗｏ ｒ ｏｅ ｉｌ ａ ｒｅ ｅｓＴ ｎ ｖ
尤 文 ， 张 昕 （ 长春工业大学 电气与 电子工程学院 ， 吉林 长春 １０１） ３０２
摘要 ： 中介绍一种基于单片机 ＰＣ６ ７ 、 文 Ｉ１Ｃ ４ 数字温度传感 器 Ｄ １Ｂ０ 单片射频 收发 芯 片 ｎ Ｆ￣ Ｉ Ｓ８ ２ 、 Ｒ ２ 的数 字化无 线温度 传感 器， 测温范围 一４ ９ ０— ５℃， 辨 率为 ００ ２ 分 ．６ ５℃ ， 工作 频率２４０ ２５４Ｍ ｚ接 收 灵敏 度 一９ Ｂ 最大发 射 功率 ０ ０ ２ Ｈ ， ０ｄ ｍ，
１ 系统硬件设计
是该 Ｄ １Ｂ ０的地址 序列码 ， Ｓ８２ 每个 Ｄ １Ｂ ０的 ６ 位序列号均不 Ｓ８ ２ ４ 相同 。６ 位 Ｒ Ｍ 的排的循 环冗余 校验码 （ Ｒ ４ Ｏ Ｃ Ｃ＝Ｘ ＋） ８ （ ５＋ｘ ４
所设计的无线 温度 传感 器主要 由以下几部分组 成 ： 温度测
量部分、 发射部分、 接收部分 、 上位机显示及操作部分。系统结
Ｙ ｅ Ｚ Ｎ Ｘｎ ＯＵ Ｗ ｎ， ＨＡ Ｇ ｉ
（ ａ瑚Ｉ 岫 Ｕ ｉ ｒ ｔ ｆ ｅｈｏｏｙ Ｓｈｏ ｆ ｌ ｔ ｃｌ Ｅｅｔ ｎｃ Ｉ ｉ Ｉ ， ｈｎ ｅｌ １０ １ ， ｈｎ ） 蚪 ｎｖ ｓｙｏ Ｔ ｃｎ ｌ ，ｃｏｌ Ｅｅ ｒ ａ ＆ ｌ ｒ ｉＥｌ 耻硎 ｌ Ｃ ａ ｇｈ ３０ ２Ｃ ｉ ｅｉ ｇ ｏ ｃｉ ｃｏ ｇ ｇ ｍ ａ
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。
ADI公司高精度数字温度传感器ADT7320介绍与应用指南
ADI公司高精度数字温度传感器ADT7320介绍与应用指南1.概述ADT7320是一款4 mm × 4 mm LFCSP封装高精度数字温度传感器，可在较宽的工业温度范围内提供突破性的性能。
它内置一个带隙温度基准源, 一个温度传感器和一个16位模数转换器(ADC)，用来监控温度并进行数字转换，分辨率为0.0078°C。
默认ADC分辨率设置为13位(0.0625°C)。
ADC分辨率为用户可编程模式，可通过串行接口更改。
ADT7320的保证工作电压范围为2.7 V至5.5 V。
工作电压为3.3 V时，平均供电电流的典型值为210 A。
ADT7320具有关断模式，可关断器件，3.3 V时的关断电流典型值为2 A。
额定工作温度范围为−40°C至+150°C。
CT引脚属于开漏输出，当温度超过可编程临界温度限值时，CT引脚进入有效状态。
INT引脚也属于开漏输出，当温度超过可编程限值时，INT引脚进入有效状态。
INT和CT引脚能够以比较器模式或中断模式工作。
ADT7320框图如下图所示2.产品特色1. 易于使用，不需要用户校正或校准。
2. 低功耗。
3. 极佳的长期稳定性和可靠性。
4. 适合工业、仪器仪表和医疗应用的高精度。
5. 采用16引脚、4 mm × 4 mm LFCSP封装，符合RoHS标准。
3. 应用领域RTD及热敏电阻的替代产品热电偶冷结补偿医疗设备工业控制与测试食物运输与储存环境监控和HVAC激光二极管温度控制4.引脚功能1. 串行时钟输入。
串行时钟用于向ADT7320的任一寄存器输入数据或输出数据提供时钟。
2.串行数据输出。
数据在SCLK下降沿输出，而且在SCLK上升沿有效。
3.串行数据输入。
此输入端提供要载入器件控制寄存器的串行数据。
数据在SCLK的上升沿输入寄存器。
4.片选输入引脚。
此输入为低电平时，选择该器件。
此引脚为高电平时，该器件禁用。
温度控制DS18B20器实验
温度控制DS18B20器实验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DS18B 20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。
DS18B20的内部结构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数字式温度传感器的使用方法介绍
２ ） 读出（ Ｂ Ｅ Ｈ） 。用此命令读 出寄存器 中的内容 ， 从第 １ 字节开始 ， 直到读完第 ９ 字节 ， 如果仅需要寄存器 中部分 内容 ， 主机可以在合适时 刻发送 复位命令结束该过程。 ３ ） 复制（ ４ ８ Ｈ ） 。用该命令把暂存器第 ２ ～ ４ 字节转存 到Ｄ Ｓ ｌ ８ Ｂ ２ ０的 Ｅ Ｅ Ｒ Ｏ Ｍ中， 如果 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 是 由信号 线供 电， 主机发 出此命令后 ， 总线 必须保证至少 １ ０ ｍ ｓ 的上拉 ， 当发 出命令后 ， 主机发 出读时 隙来读总线 ， 如果转存正在进行 ， 读结果为 ０ ， 转存结束为 １ 。 ４ ） 开始 转换 （ ４ ４ Ｈ ） 。Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０收到该命令 后立刻 开始温度 转换 ， 不需要其它数据 。此时 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０处于空闲状态 ， 当温度 转换正在进行 时， 主机 读总线将收 到０ ， 转换结束 为 １ 。如果 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 是 由信 号线供 电， 主机 发出此命令后 主机必 须立即提供至少相应 于分辨率 的温度转 换时 间的上拉电平。 ５ ） 回调 （ Ｂ ８ Ｈ ） 。执 行该 命 令把 Ｅ Ｅ Ｒ Ｏ Ｍ 中 的内容 回调 到 寄存 器 Ｔ Ｈ、 Ｔ Ｌ 和设置寄存器单元中 ， Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 上 电时能 自动 回调 ， 因此设备上 电后 Ｔ Ｈ、 Ｔ Ｌ就存 在有 效数据 。该命 令发 出后 ， 如果 主机 跟着读总 线 ，
Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 测 温原理如 图所示 ， 图中低 温度系数 晶振的振荡频率受 温度影响小用 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 ｌ 和 温度 寄存 器被 预置 在一 ５ ５ 。 ｃ所对 应 的一个 基数 值 。计数 器 ｌ 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 。Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０在 正常使用 时的测温分辨率为 ０ ． ５ ℃。
NST1001(D-NTC)高精度双引脚数字脉冲输出温度传感器
2.0 电气特性 .............................................................................................................................................................................3 2.1. 电气特性..........................................................................................................................................................................3 2.2. 时序图..............................................................................................................................................................................4 2.3. 时序特征..........................................................................................................................................................................5
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。
LTM887X系列温度传感器使用说明书V1.0
LTM887X温度传感器使用说明书LTM887X数字化温度传感器介绍:LTM887X数字化温度传感器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。
新一代的体积更小、更经济、更灵活。
LTM887X测量温度范围为-55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内精度为±0.5°C。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大减少了系统的电缆数，提高了系统的稳定性和抗干扰性。
传感器响应时间由于受环境影响较大，需针对现场实际情况记录经验数据。
防水封装形式：LTM8871 (Φ6×30mm镀铬铜管，后端有一段500mm线缆)LTM8877 (Φ6×30mm不锈钢管，后端有一段500mm线缆) LTM887X接线定义：红：电源+白（或其它）: 信号黑: 电源地室内壁挂式封装：LTM8872（尺寸：75mm×50mm×25mm）LTM8872端子定义:LTM8662接线说明:DC 24V24V+com+com- GNDCH4CH5VCCVCC NCCH6CH7NCGND工作指示灯电源指示灯GND(24VGNDGNDCH0CH1VCCVCCCH2CH3NCNCRS232/485转换器 DATA － DA TA+ LTM8901D(1)GND DQ VCCLTM8901D(2)GND DQ VCCLTM8871、LTM8872、LTM8877、LTM8803-CO 2距离总线焊点处最大不能超过500mm ，越短越好LTM8871LTM8871LTM8871GND ：电源地 DQ ：信号 VDD ：电源+注：接线时注意将1-wire 协议产品（包括LTM887X温度探头和LTM8803-CO2探头）和ITU协议产品（包括LTM890X产品）连接到LTM8662的不同通道即可，如图所示。
数字温度传感器的技术参数
数字温度传感器的技术参数数字温度传感器是一种常见的温度测量装置，它可以将温度转换为数字信号输出，广泛应用于各个领域，如空调、冰箱、电热水器、温度计等。
在选择数字温度传感器时，关注其技术参数是非常重要的。
本文将从温度范围、精度、分辨率和响应时间四个方面介绍数字温度传感器的技术参数。
一、温度范围数字温度传感器的温度范围指的是可测量的温度范围。
常见的数字温度传感器温度范围为-55℃至150℃或-40℃至125℃。
其中，-40℃至125℃的温度范围适用于大多数应用场景，比如家电、电子设备、汽车等。
二、精度数字温度传感器的精度也称为测量误差，是指传感器的实际温度测量值与实际温度之间的差值。
精度可以通过以下公式计算：精度 = （|测量值-实际值| ÷ 实际值）× 100%通常，数字温度传感器的精度在模拟温度传感器上无法匹配。
传感器的精度取决于其设计和制造质量的强度。
具体精度要求根据不同应用场景而不同。
三、分辨率数字温度传感器的分辨率指的是传感器能够检测并输出的最小温度差异。
分辨率通常以位数（比特）表示。
常见的数字温度传感器分辨率为12位或16位。
12位分辨率的数字温度传感器可以在0.0625℃的间隔内输出温度值，16位分辨率的数字温度传感器可以在0.0039℃的间隔内输出温度值。
四、响应时间数字温度传感器的响应时间是指传感器检测到温度变化后输出数字信号所用的时间。
响应时间通常以毫秒（ms）表示。
数字温度传感器的响应时间与其工作温度相关，通常在1毫秒到10毫秒之间。
总结：选择数字温度传感器时，除了以上的四个技术参数，还需关注传感器的价格、工作电压、电流等其他技术参数。
在具体应用场景中，还需根据具体需求考虑其可靠性、耐久性、应用环境等因素。
传感器精度的概念
传感器的技术不断发展，从航天工业到日常生活中都普遍使用，可以在现代化智能项目里，都离不开这五花八门的传感器。
下面就让艾驰商城小编对传感器精度的概念来一一为大家做介绍吧。
不同的场合对这两个指标的要求的不一样。
对于数字化温度传感器，一般精度指的是传感器读回的数据与绝对温度的差值，而分辨率指的是传感器能感知的最小温度变化。
对于模拟量温度传感器，不是很肯定。
印象里两者差别不是太大，主要是由于客户在使用时常常混淆绝对精度和显示精度的概念，很多时候客户说的精度指的是显示精度而不是绝对精度。
而显示精度应该就等同于分辨率。
国产温度传感器的精度分A、B两个级别，国标规定如下：传感器的输出值与所测量的温度的真值的差，A级：不大于±（0.15℃+0.002*传感器量程）B级：不大于±（0.30℃+0.005*传感器量程）所以如果要求测量精度较高，应该选用量程较小的传感器。
分辨率，“通常决定于A/D转换器的位数”，或看其输出值的最后一位。
精度——是指在真值附近正负三倍标准差的值与量程之比，是指测量值与真值的最大差异;分辨率——是值引起示值改变的最小测量值;应与灵敏系数分开（灵敏系数---指输出与输入之比）。
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数字温度传感器工作原理
数字温度传感器工作原理
数字温度传感器是一种通过电子电路测量温度的传感器。
其工作原理可以简单地分为两个步骤：
1. 温度感知：数字温度传感器内部包含一个温度感知器件，例如热敏电阻（PTC或NTC），热电偶或热敏电阻。
当温度发生变化时，感知器件的电特性会发生相应的变化。
2. 电信号转换：温度感知器件的电特性变化会被传感器内部的电路转换为相应的电信号，例如电压或电流。
这个电信号会与一个参考电压或电流进行比较，产生一个相应的数字输出。
数字温度传感器通常还包含一个ADC（模数转换器），用于将连续变化的模拟电信号转换为离散的数字信号。
ADC将模拟电信号进行采样和量化，并将其转换为数字数据，以便计算机或微控制器能够处理和显示温度值。
总的来说，数字温度传感器通过感知温度的物理特性变化，并将其转换为数字信号，实现对温度的准确测量和监测。
智能温度传感器原理及应用
智能温度传感器原理及应用电气信息学院一、热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高，性能稳定。
其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。
因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。
目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中，Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。
相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上)，但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。
金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。
目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小;铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。
中国最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000;铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。
其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。
热电阻的信号连接方式热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。
工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。
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。
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的主要特性 DS18B20的外形和内部结构 DS18B20工作原理 DS18B20的4个主要数据部件
高速暂存存储器 指令表 DS18B20的应用电路 DS18B20使用中注意事项
DS18B20的主要特性
（1）适应电压范围更宽，电压范围：3～5.5V，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的双向通信。 （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）测温范围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时间内 把温度值转换为数字，速度更快。 （8）测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校 验码，具有极强的抗干扰纠错能力。 （9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
DS18B20的4个主要数据部件
（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看做是该DS18B20 的地址序列码，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
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）。 （2）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。 DS18B20温度值格式表如表所示。
将RAM中第2 、3字节的内容复制到E2PROM中
0B8H 将E2PROM中内容恢复到RAM中的第2 、3字节
0B4H
读DS18B20的供电模式。寄生供电时DS18B20发送 “ 0 ”，外接电源供电 DS18B20发送“ 1 ”
DS18B20的应用电路
1．DS18B20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。
指令表
ROM指令表
指 令 约定代码
功能
读ROM 符合 ROM 搜索 ROM 跳过 ROM
33H 55H 0F0H 0CCH
读DS1820温度传感器ROM中的编码（即64位地址）
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 ，使之做出响应， 为下一步对该 DS1820 的读写做准备
READ_18200： 读DS18B20的程序，从DS18B20中读出两个字节的温度数据
写暂存器
复制暂存器 重调
E2PROM 读供电方式
44H 0BEH 4EH 48H
启动DS18B20进行温度转换，12位转换时最长为750ms （9位为93.75ms）。结果存入内部9字节RAM中
读内部RAM中9字节的内容
发出向内部RAM的2、3、4字节写上、下限温度数据和 配置寄存器命令，紧跟该命令之后，是传送三字节的 数据
单总线的时序
One-Wire协议定义了复位脉冲、应答脉冲、写0、读0和读1时序等几种 信号类型。所有的单总线命令序列（初始化，ROM命令，功能命令） 都是由这些基本的信号类型组成的。在这些信号中，除了应答脉冲外， 其他均由主机发出同步信号，并且发送的所有命令和数据都是字节的低 位在前。
• 初始化时序
DS18B20的4个主要数据部件
（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 一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM，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。配置寄存器的格式如表所示。
TM R1 R0
1
1
1
1
1
（1）较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS18B20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。
串行单总线原理与应用 • 串行单总线概述 • 数字化温度传感器DS18B20 • DS18B20的温度采集程序 • 实践与思考
串行单总线概述
单总线适用于单主机系统，能够控制一个或多个从机设备。主机可以是微控制 器，从机可以是单总线器件，它们之间的数据交换只通过一条信号线。当只有 一个从机设备时，系统可按单节点系统操作；当有多个从设备时，系统则按多 节点系统操作。
寄存器内容 温度值低位（LS Byte） 温度值高位（MS Byte）
高温限值（TH） 低温限值（TL）
配置寄存器 保留 保留 保留
CRC校验值
字节地址 0 1 2 3 4 5 6 7 8
DS18B20暂存寄存器分布
高速暂存存储器
根据DS18B20的通信协议，主机（单片机）控制DS18B20完成温 度转换必须经过3个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行 复位操作，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500s，然后释放，当DS18B20收到信号后等待16～60s左 右，后发出60～240s的应答低脉冲，主CPU收到此信号表示复 位成功。
0
11位
375
1
12位
750
温度分辨率设置表
高速暂存存储器
高速暂存存储器由9个字节组成，其分配 如表所示。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。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，再将数据部分转换为十进制。 第9个字节是冗余检验字节。
DS18B20的外形和内部结构
DS18B20内部结构主要由4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的外形及管脚排列如图所示。
DS18B20引脚定义如下： （1）DQ为数字信号输入/输出端。 （2）GND为电源地。 （3）VDD为外接供电电源输入端 （在寄生电源接线方式时接地）。
DS18B20的温度采集程序
1．采集程序功能
从DS18B20中读出温度数据，并舍去小数位，将整数部分转换成十进制数据存入 内存单元，并通过P1口驱动8位LED显示。
2．子程序入口地址与变量定义
（1）子程序入口地址。
INIT_1820： DS18B20初始化程序
READ_1820： 读DS18B20的程序，从DS18B20中读出一个字节的数据
• 单总线的工作原理
• 单总线的时序
• 单总线器件
单总线的工作原理
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。 设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以 允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其他设备使用总线。单 总线通常要求外接一个约为4.7k的上拉电阻，这样，当总线闲置时， 其状态为高电平。主机和从机之间的通信可通过3个步骤完成，分别 为初始化One-Wire器件、识别One-Wire器件和交换数据。由于它们 是主从结构，只有主机呼叫从机时，从机才能应答，因此主机访问 One-Wire器件都必须严格遵循单总线命令序列，即初始化、ROM命 令、功能命令。如果出现序列混乱，One-Wire器件将不响应主机（搜 索ROM命令、报警搜索命令除外）。
数字化温度传感器DS18B20
美国DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支 持“一线总线”接口的温度传感器。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。DS18B20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。
用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和识别 64 位 ROM 地址。为操作各器件做好准备
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
执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出
令
0ECH 响应
指令表
RAM指令表
指 令 约定代码
功能
温度变换 读暂存器
DS18B20寄生电源强上拉供电方式
DS18B20的应用电路
3．DS18B20的外部电源供电方式 外部电源供电方式是DS18B20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。