溫度傳感器工作原理

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1、WORD格式可編輯溫度傳感器工作原理1.引腳★●GND接地?！馜Q為數(shù)字信號輸入輸出端。●VDD為外接電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）2.與單片機(jī)的連接方式★單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)連接電路非常簡單，引腳1接地（GND），引腳3（VCC）接電源+5V，引腳2（DQ）接單片機(jī)輸入輸出一個端口，電壓+5V和信號線（DQ）之間接有一個4.7k的電阻。由于每片DS18B20含有唯一的串行數(shù)據(jù)口，所以在一條總線上可以掛接多個DS18B20芯片。外部供電方式單點(diǎn)測溫電路如圖★外部供電方式多點(diǎn)測溫電路如圖★3.DS1

2、8B20的性能特點(diǎn)DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：●獨(dú)特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信?！穸鄠€DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能?！癫恍枰獠科骷??！裨诩纳娫捶绞较驴捎蓴?shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0~5.5V?！窳愦龣C(jī)功耗。●溫度以9~12位數(shù)字量讀出●用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置?！駡缶阉髅钭R

3、別并標(biāo)識超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件?！褙?fù)電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，只是不能正常工作。4.內(nèi)部結(jié)構(gòu).DS18B20采用3腳PR—35封裝或8腳SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖★64位ＲＯＭ的位結(jié)構(gòu)如圖★◆。開始８位是產(chǎn)品類型的編號；接著是每個器件的唯一序號，共有４８位；最后８位是前面５６位的ＣＲＣ檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用單線進(jìn)行通信的原因。非易失性溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入用戶報警上下限數(shù)據(jù)。8位檢驗CRC48位序列號8位工廠代碼MSBLSBMSBLSBMSBLSBDS

4、18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的E2PROM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為9字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如圖★。前2字節(jié)包含測得的溫度信息。第3和4字節(jié)是TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時被刷新。第5字節(jié)為配置寄存器，其內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率，DS18B20工作時按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)化為相應(yīng)精度的數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖★，其中，低5位一直為1；TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式，在DS18B20出廠時，該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動；

5、R0和R1決定溫度轉(zhuǎn)化的精度位數(shù)，即用來設(shè)置分辨率，其定義方法見表★高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)專業(yè)技術(shù)分享WORD格式可編輯保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1。第9字節(jié)是前面所有8字節(jié)的CRC碼可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。專業(yè)技術(shù)分享WORD格式可編輯專業(yè)技術(shù)分享WORD格式可編輯專業(yè)技術(shù)分享WORD格式可編輯當(dāng)DS18B20接收到轉(zhuǎn)化命令后，開始啟動轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化完成后的溫度值就以16位的帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲在高速暫存RAM的第1、2字節(jié)中。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)。讀數(shù)據(jù)時，低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格

6、式以0.0625℃／LSB形式表示。溫度值格式如圖★圖中，S表示符號位。當(dāng)S=0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制；當(dāng)S=0時，表示測得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計算十進(jìn)制值。DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)化后，就把測得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內(nèi)容作比較，若T＞TH或T＜TL，則將該器件內(nèi)的報警標(biāo)志位置位，并對主機(jī)發(fā)出的報警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只DS18B20同時測量溫度并進(jìn)行報警搜索。5DS18B20通信協(xié)議在對DS18B20進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格保證讀寫時序，否則將無法讀取

7、溫度結(jié)果。根據(jù)DS18B20通信協(xié)議，主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)化必須經(jīng)過3個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500us，然后釋放，DS18B20收到信號后等待16～60us，然后發(fā)出60～240us的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。DS18B20的ROM指令如表★◆，RAM指令如表★◆表★◆ROM指令表指令約定代碼功能溫度變化44H啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時

8、最長為750ms（9位為93.75ms），結(jié)果存入內(nèi)部9字節(jié)RAM中讀暫存器0BEH讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部RAM的3、4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)復(fù)制暫存器48H將RAM中第3、4字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到E2