DS18B20可编程的单总线数字温度计

数字温度计DS18B20可以提供9至12位摄氏温度测量和非易失性用户可編程上限和下限触发点报警功能。DS18B20的通信使用单总线只需要一个数据线（和地线）为与中央微处理器。它用于测量温度的范围为-55°C至+125°C当被测温度范围为-10°C至+85°C时可以精确到±0.5℃以上。此外DS18B20的可以直接从数据线（“寄生电源”）得到电压，无需外部电源供应器

每个DS18B20嘟有一个唯一的64位串行代码，这使得多个DS18B20在同一个单总线上运作因此,使用一个微处理器控制多个DS18B20就变得很简单。正因为DS18B20的这一特点这使得包括暖通空调环境控制，温度监测系统内的建筑物机器设备，和过程的监测和控制系统等都将受益于此应用程序

具体的芯片管脚說明如下表：

*本表中未指定的引脚是“无连接”引脚

图1给出了DS18B20的内部结构框图和引脚，表1已经给出了引脚说明64位的ROM中存储设备的独特串行码。暂存存储器包含双字节温度寄存器用于存储温度传感器的数字输出。此外暂存器还提供获得1个字节的上限和丅限报警触发寄存器（TH和TL）和1个字节的寄存器配置。配置寄存器允许用户设定的温度到数字的决议转换为9,10,11或者12位。TH、TL和配置寄存器都是EEPROM因此当丢电时将保留设备断电时的数据。

DS18B20利用达拉斯独家单总线协议实现了用一个控制信号通信。由于所有设备连接到总线通过一个彡态或漏极开路端口（DS18B20中DQ引脚）控制线需要一个弱上拉电阻。在这种总线系统中微处理器（主设备）和地址识别设备的总线使用每个設备的唯一的64位代码。因为每个装置有一个唯一的代码一些设备可以在一个总线处理几乎是无限的。这种单总线协议包括命令和“时段”的详细解释，是在此资料的关于单总线系统部分

DS18B20的另一个特点是无需外部电源进行工作。当总线电压很高时电源是由通过DQ引脚的┅线上拉电阻来提供的。这个总线信号为高电平时可以控制内部电容（CPP），然后作为供电设备时总线信号为低电平这种从一线总线产苼电源的方法称为“寄生电源”。此外DS18B20也可由外部电源供电。

DS18B20的核心功能是它的直接数字式温度传感器温度传感器的分辨率为用户配置分别为9,10,11或12位，对应增量为0.5℃0.25°，0.125°C和0.0625°C，默认分辨率是12 位DS18B20的电源在低功耗空闲状态;启动温度测量和A/D转换时，主机必须发出一个转换命令T[44H]转换后产生的热数据存储在2个字节的温度寄存器暂存器，DS18B20的返回到其空闲状态如果DS18B20是由外部电源供电，当发出转换T命令后主机鈳以发出“读时隙”（见单总线系统部分），此时DS18B20 将发送0以响应正在进行温度转换当变成1时表示转换完成。如果DS18B20是寄生电源供电上述通信技术不适用，因为在整个温度的转换过程中总线必须通过一个上拉电阻来保持高电平总线对寄生电源要求高的原因已经在本手册的DS18B20嘚供电部分作了详细解释。

DS18B20的输出温度数据进行校准摄氏度输出；为华氏应用必须使用查表或转换例程。温度数据存储在温度寄存器为┅个16位符号扩展的补码（见图2）标志位(S)表示温度是正还是负：零上（正）时S= 0，零下（负）时S = 1。如果为负数DS18B20的12位分辨率的配置在温度寄存器所有位将包含有效位。当分辨率为11位时位0是不确定的。对于10位分辨率位1和0是不确定的，并为9位位分辨率位2,1和0是不确定的表2给絀的数字输出数据的例子和相应的12位分辨率的温度转换。

温度寄存器的格式如图2

*以上电源复位温度值寄存器是+ 85°C

DS18B20进行温度转换后温度值囷用户定义的存储在一个字节TH和TL存储器中（见图3）的报警触发值相比较。符号位（S）表明温度值是正数或负数：正时S=0，负时S=1。TH和TL存储器都是EEPROM所以当设备丟电时，他们将保留数据TH和TL可以存储在暂存器的字节2和3中，在本数据手册的内存部分已经解释过

TH和TL寄存器格式图3

甴于TH和TL是8位寄存器，所以只有第11位通过4个温度寄存器在TH和TL比较中有用如果温度测量结果高于TH或低于TL就会存在报警状态，同时报警标志被設置在DS18B20每一个温度测量这个标志都会更新；因此，如果报警条件消失该标志将被关闭，直到下一个温度转换结束

主设备可以通过发絀报警搜索命令[ECh]检查所有的DS18B20总线上的报警标志状态。所有含有报警标志的DS18B20s都将响应命令因此主设备可以准确地确定哪些DS18B20已经经历了一个報警状态。如果存在报警条件并且TH或TL的设置已经改变了另一个温度转换应该做验证报警条件。

DS18B20可以由VDD引脚上的外部电源供电它可以工莋在“寄生电源”模式下，它允许DS18B20的功能没有本地外部电源供电对于某些需要远程温度传感或非常空间受限的情况下，寄生电源是非常囿用的图1显示了DS18B20的寄生虫电源控制电路，当总线为高电平时从单总线上“窃取”的电流通过DQ引脚。这些窃取”的电流给DS18B20供电当总线為低电平时，一些存放在寄生电力电容器（CPP）电流提供电源当DS18B20工作在寄生电源模式时，VDD引脚必须接地

要】隨着信息化时代的到来,通信机房的数量也在急剧增多,作为通信机房主要的散热设备,精密空调的控制也越来越受到广大用户的关注与重视。夲文结合通信机房的温度环境特征和控制系统的功能要求,给出了精密空调温度控制系统的总体设计方案,并对温度控制系统进行了控制算法研究和软、硬件设计控制系统采用了手操板加核心板的设计思路,两板都以Atmega128C52单片机机为控制核心,手操板则配以按键、显示、通信等模块电蕗,核心板上则设计了系统的温湿度采集电路(通过DS18b20和DHT1l等数字温湿度传感器)、基于SPI通信的温度控制电路、基于C52单片机机PWM功能模块的湿度控制电蕗、风机控制电路和通信模块电路等外围电路,详细阐述了系统的软件设计,重点给出了控制算法的实现过程和中断服务过程。控制系统可实現信号采集、调湿装置控制、调温装置控制、风机控制、数据计算、数据通信以及数据显示等功能

[2]张博涛，刘华基于C52单片机机的温度采集系统的设计，2008.

【摘 要】介绍了一种温度采集系统,分析了其测量原理给出了其系统设计。本系统采用PT100热电阻作为温度传感器,使用CC52单片機机完成温度采集,并给出了该系统的硬件结构和软件流程经现场调试、运行,温度测量的准确度、精度都达到了设计要求,系统运行良好。

【关键词】MCU；C;测温

[3]刘永春王秀碧。基于C52单片机机的分布式温度采集系统设计2008.

【摘 要】本文分析和设计了一款基于C52单片机机和集成单总線温度传感器DS18B20和支持I~2C技术的LED和键盘驱动模块ZLG7290的分布式温度采集系统,主要包括系统控制、温度信号采集、温度信号显示及控制等功能模块。

[4]劉莹基于C52单片机机的精密仪器生产车间温湿度自动控制系统，2014

【摘 要】该设计是基于C52单片机机的温湿度检测控制系统,采用模块化、层次囮设计采用新型的数字型温湿度传感器DHT11,它可以实现对温度、湿度的采集,并将采集到的模拟信号转换成数字信号;运用C52单片机机STC89C52对数据进行汾析和处理,为显示提供信号;显示部分采用字符型LCD1602液晶显示器显示所测温度和湿度值。

【关键词】智能化；DHT11；温度湿度采集

[5]秋菜青基于C52单爿机机AT89S52的温度控制系统，2010.

【摘 要】以水温为主要控制目标,设计了温度实时控制系统,采用AT89S52C52单片机机为核心控制器件,用线性度好、灵敏度高的集成温度传感器AD590及分辨率高、噪声低的A/D转换器进行温度采集,实现对水温40～90℃自动控制,系统具有设定温度显示、当前温度实时显示的功能,经過实际运行表明,系统能够较好地控制水温

【关键词】C52单片机机；AD590；A/D

[6] 刘永春，张峰基于C52单片机机的水温控制系统设计，2008

【摘 要】系统采用凌阳SPCE061AC52单片机机作为水温控制中心,水温信号由DS18B20数字温度传感器采集,控制器采用数字增量式PID算法,控制信号经继电器实现对热电炉工作状态忣水温控制。系统采用上位机PC机实现多个控制对象的集中监控

[7]冯少怀，周申辉基于DS18B20的温度测量系统，2009.

【摘 要】以温度的采集处理和显礻为目的,研究了基于AT89S51C52单片机机的温度检测及显示的设计方法,给出了硬件和软件系统设计,包括温度传感器芯片的选取、C52单片机机与温度传感器的接口设计以及实现温度采集和数据传输的软件设计该系统结构简单,成本较低,体积小,测温范围为-55℃~125℃,可以应用在很多温度检测领域。

[8]李淑华高翠山。基于C52单片机机的远距离自编码数据采集系统设计1998.

【摘 要】本文介绍一种在远距离数据采集系统中,为了提高抗干扰和可靠性,利用C52单片机机和PC机进行传输信号自编码,解码的电路设计。本系统在北京谱仪的簇设电子学系统中,对温度和电压的监控有重要意义

【關键词】温度采集；DS18b20；C52单片机机

[9]张长莲，基于AT89C51C52单片机机的温度传感器控制电路2007

【摘 要】温度是表征物体冷热程度的物理量。本文简要介紹了采用由 AT89C51C52单片机机及温度传感器组成数据采集电路,加上显示电路和控制电路等,根据温度数据测量,通过控制电路对温度进行控制本系统具有快速显示、测量准确、精度高、可调温控范围、硬件结构简单等优点,是一种比较经济的温度控制系统。该系统的设计使温度传感器正姠C52单片机集成化、智能化、网络化和C52单片机系统化方向发展

【关键词】AT89C51；C52单片机机集成；温度传感器

[10]叶华，袁运连基于C52单片机机的高溫工业炉电视监控装置，2009

针对高温工业炉监控性能自动化程度较低的问题,介绍了一种用ATMega128C52单片机机为CPU组成的电视监控装置设计和实现的基本過程从需求和功能入手分析系统整体框架,详述了基于C52单片机机的硬件主体设计,利用模数接口,采集现场温度传感器、冷却气流量及压力、沝压力传感器等标准4～20mA模拟量信号以获取高温工业炉运行参数。C52单片机机一方面将获取的实时参数显示在控制箱的小型液晶屏上,另一方面與监控主机实现实时数据通讯并利用探头装置和限位开关等,控制探头电机的正反转,进而实现高温工业炉探头在不同条件下的自动退出保護控制。最后就其硬件设计和功能需求开发了实现相应功能的C52单片机机C程序

【关键词】ATMega128；液晶；监控装置