TS-18B20 數(shù)字溫度傳感器()
　　本公司***新推出TS-18B20數(shù)字溫度傳感器，該產(chǎn)品采用美國DALLAS公司生產(chǎn)的 DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。
　　1: 技術(shù)性能描述
　　1.1 獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。
　　1.2 測(cè)溫范圍 －55℃～＋125℃，固有測(cè)溫分辨率0.5℃。
　　1.3 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在***的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫
　　1.4 工作電源: 3~5V/DC
　　1.5 在使用中不需要任何外圍元件
　　1.6 測(cè)量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送
　　1.7 不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6
　　1.8 適用于DN15~25, DN40~DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫
　　1.9 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/2”任選
　　1.10 PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。
　　2：應(yīng)用范圍
　　2.1 該產(chǎn)品適用于冷凍庫，糧倉，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測(cè)溫和控制領(lǐng)域
　　2.2 軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制。
　　2.3 汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。
　　2.5 供熱/制冷管道熱量計(jì)量，***空調(diào)分戶熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和控制
　　3：產(chǎn)品型號(hào)與規(guī)格
　　型 號(hào) 測(cè)溫范圍 安裝螺紋 電纜長(zhǎng)度 適用管道
　　TS-18B20 -55~125 無 1.5 m
　　TS-18B20A -55~125 M10X1 1.5m DN15~25
　　TS-18B20B -55~125 1/2”G 接線盒 DN40~ 60
　　4：接線說明
　　特點(diǎn) 獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信 多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用 無需外部元件 可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.0 V至5.5 V 無需備用電源 測(cè)量溫度范圍為-55 ° C至+125 ℃ 。華氏相當(dāng)于是-67 ° F到257華氏度 -10 ° C至+85 ° C范圍內(nèi)精度為&plu***n;0.5 ° C
　　溫度傳感器可編程的分辨率為9~12位 溫度轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字格式***大值為750毫秒 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計(jì)，或任何熱敏感系統(tǒng)
　　描述該DS18B20的數(shù)字溫度計(jì)提供9至12位（可編程設(shè)備溫度讀數(shù)。信息被發(fā)送到/從DS18B20 通過1線接口，所以***微處理器與DS18B20只有一個(gè)一條口線連接。為讀寫以及溫度轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)線本身獲得能量，不需要外接電源。 因?yàn)槊恳粋€(gè)DS18B20的包含一個(gè)獨(dú)特的序號(hào)，多個(gè)ds18b20s可以同時(shí)存在于一條總線。這使得溫度傳感器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測(cè)建筑物內(nèi)溫設(shè)備或機(jī)器，并進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)和控制。
　　8引腳封裝 TO-92封裝 用途 描述
　　5 1 接地 接地
　　4 2 數(shù)字 信號(hào)輸入輸出，一線輸出：源極開路
　　3 3 電源 可選電源管腳。見"寄生功率"一節(jié)細(xì)節(jié)方面。電源必須接地，為行動(dòng)中，***功率模式。
　　不在本表中所有管腳不須接線 。
　　概況框圖圖1顯示的主要組成部分DS18B20的。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(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。該裝置信號(hào)線高的時(shí)候，內(nèi)部電容器 儲(chǔ)存能量通由1線通信線路給片子供電，而且在低電平期間為片子供電直至下一個(gè)高電平的到來重新充電。 DS18B20的電源也可以從外部3V-5 .5V的電壓得到。
　　DS18B20采用一線通信接口。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）讀ROM， 2 ）ROM匹配， 3 ）搜索ROM， 4 ）跳過ROM， 5 ）報(bào)警檢查。這些指令操作作用在沒有一個(gè)器件的64位光刻ROM序列號(hào)，可以在掛在一線上多個(gè)器件選定某一個(gè)器件，同時(shí)，總線也可以知道總線上掛有有多少，什么樣的設(shè)備。
　　若指令成功地使DS18B20完成溫度測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DS18B20的存儲(chǔ)器。一個(gè)控制功能指揮指示DS18B20的演出測(cè)溫。測(cè)量結(jié)果將被放置在DS18B20內(nèi)存中，并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲(chǔ)器。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL都有一字節(jié)EEPROM 的數(shù)據(jù)。如果DS18B20不使用報(bào)警檢查指令，這些寄存器可作為一般的用戶記憶用途。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。寫TH,TL指令以及配置字節(jié)利用一個(gè)記憶功能的指令完成。通過緩存器讀寄存器。所有的數(shù)據(jù)都讀，寫都是從***低位開始。
　　DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件：
　?。?）光刻ROM中的64位序列號(hào)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(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，***后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。
　　（2） DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位。
　　表1 DS18B20溫度值格式表
　　4.3.1
　　DS18B20的管腳排列如圖4.4所示。
　　圖4.4DS18B20的管腳排列如圖
　　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，溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL,配置寄存器。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4.5所示。
　　圖4.5 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
　　4.3.2存儲(chǔ)器
　　DS18B20的存儲(chǔ)器包括高速暫存器RAM和可電擦除RAM，可電擦除RAM又包括溫度觸發(fā)器TH和TL，以及一個(gè)配置寄存器。存儲(chǔ)器能完整的確定一線端口的通訊，數(shù)字開始用寫寄存器的命令寫進(jìn)寄存器，接著也可以用讀寄存器的命令來確認(rèn)這些數(shù)字。當(dāng)確認(rèn)以后就可以用***寄存器的命令來將這些數(shù)字轉(zhuǎn)移到可電擦除RAM中。當(dāng)修改過寄存器中的數(shù)時(shí)，這個(gè)過程能確保數(shù)字的完整性。
　　高速暫存器RAM是由8個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)器組成；***和第二個(gè)字節(jié)是溫度的顯示位。第三和第四個(gè)字節(jié)是***TH和TL，同時(shí)第三和第四個(gè)字節(jié)的數(shù)字可以更新；第五個(gè)字節(jié)是***配置寄存器，同時(shí)第五個(gè)字節(jié)的數(shù)字可以更新；六、七、八三個(gè)字節(jié)是計(jì)算機(jī)自身使用。用讀寄存器的命令能讀出第九個(gè)字節(jié)，這個(gè)字節(jié)是對(duì)前面的八個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)。存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)圖如圖4.6所示。
　　圖4.6 存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)圖
　　4.3.3 64-位光刻ROM
　　64位光刻ROM的前8位是DS18B20的自身代碼，接下來的48位為連續(xù)的數(shù)字代碼，***后的8位是對(duì)前56位的CRC校驗(yàn)。64-位的光刻ROM又包括5個(gè)ROM的功能命令：讀ROM，匹配ROM，跳躍ROM，查找ROM和報(bào)警查找。64-位光刻ROM的結(jié)構(gòu)圖如圖4.7所示。
　　圖4.7位64-位光刻ROM的結(jié)構(gòu)圖
　　4.3.4 DS18B20外部電源的連接方式
　　DS18B20可以使用外部電源VDD，也可以使用內(nèi)部的寄生電源。當(dāng)VDD端口接3.0V—5.5V的電壓時(shí)是使用外部電源；當(dāng)VDD端口接地時(shí)使用了內(nèi)部的寄生電源。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電阻。 連接圖如圖4.8、圖4.9所示。
　　圖4.8 使用寄生電源的連接圖
　　圖4.9外接電源的連接圖
　　4.3.4 DS18B20溫度處理過程
　　4.3.4.1配置寄存器
　　配置寄存器是配置不同的位數(shù)來確定溫度和數(shù)字的轉(zhuǎn)化。配置寄存器的結(jié)構(gòu)圖如圖4.10所示。
　　圖4.10 配置寄存器的結(jié)構(gòu)圖
　　由圖4.9可以知道R1，R0是溫度的決***，由R1，R0的不同組合可以配置為9位，10位，11位，12位的溫度顯示。這樣就可以知道不同的溫度轉(zhuǎn)化位所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化時(shí)間，四種配置的分辨率分別為0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃，出廠時(shí)以配置為12位。溫度的決定配置圖如圖8所示。
　　圖4.11 溫度的決定配置圖
　　4.3.4.2 溫度的讀取
　　DS18B20在出廠時(shí)以配置為12位，讀取溫度時(shí)共讀取16位，所以把后11位的2進(jìn)制轉(zhuǎn)化為10進(jìn)制后在乘以0.0625便為所測(cè)的溫度，還需要判斷正負(fù)。前5個(gè)數(shù)字為符號(hào)位，當(dāng)前5位為1時(shí)，讀取的溫度為負(fù)數(shù)；當(dāng)前5位為0時(shí)，讀取的溫度為正數(shù)。16位數(shù)字?jǐn)[放是從低位到高位，溫度的關(guān)系圖如圖4.12所示。
　　圖4.12為溫度的關(guān)系圖
　　4.3.4.3．DS18B20控制方法
　　DS18B20有六條控制命令，如表4.1所示：
　　表4.1 為DS18B20有六條控制命令
　　指 令 約定代碼 操 作 說 明
　　溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換
　　讀暫存器 BEH 讀暫存器9個(gè)字節(jié)內(nèi)容
　　寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、TL字節(jié)
　　***暫存器 48H 把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2RAM中
　　重新調(diào)E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH、TL字節(jié)
　　讀電源供電方式 B4H 啟動(dòng)DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主CPU
　　4.3.4.4 DS18B20的初始化
　?。?） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。
　?。?） ***（該時(shí)間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點(diǎn)）
　?。?） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。
　　（4） ***750微秒（該時(shí)間的時(shí)間范圍可以從480到960微秒）。
　?。?） 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。
　?。?） ***等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會(huì)使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時(shí)控制）。
　?。?） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做***，其***的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時(shí)間算起）***少要480微秒。
　?。?） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。
　　其時(shí)序如圖4.13所示：
　　圖4.13 初始化時(shí)序圖
　　4.3.4.5 DS18B20的寫操作
　?。?） 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。
　　（2） ***確定的時(shí)間為15微秒。
　?。?） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。
　?。?） ***時(shí)間為45微秒。
　　（5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。
　?。?） 重復(fù)上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。
　　（7） ***后將數(shù)據(jù)線拉高。
　　DS18B20的寫操作時(shí)序圖如圖4.14所示。
　　圖4.14 DS18B20的寫操作時(shí)序圖
　　4.3.4.6 DS18B20的讀操作
　?。?）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。
　　（2）***2微秒。
　?。?）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。
　?。?）***15微秒。
　?。?）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。
　?。?）***15微秒。
　?。?）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
　　（8）***30微秒。