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电子驿站www.ourmpu.comDS18B20单总线数字温度计一、概述1.1一般说明DSI820数字温度计提供9位温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DSI820或从DSI820送出，因此从中央处理器到DSI820仅需连接一条线（和地）。读、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。因为每一个DSl820有唯的系列号（siliconserialnumber），因此多个DSI820可以存在于同条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度灵敏器件。此特性的应用范围包括HVAC环境控制，建筑物、设备或机械内的温度检测，以及过程监视和控制中的温度检测。1.2特性·独特的单线接口，只需1个接口引脚即可通信·多点（multidrop）能力使分布式温度检测应用得以简化N·不需要外部元件·可用数据线供电·不需备份电源·测量范围从-55℃至+125℃，增量值为0.5℃。等效的华氏温度范围是-67F至257F，增量值为0.9°F·以9位数字值方式读出温度·在1秒（典型值）内把温度变换为数字?·用户可定义的，非易失性的温度告警设置·告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件（温度告警情况）·应用范围包括恒温控制，工业系统，消费类产品，温度计或任何热敏系统1.3引脚排列ZBIA3引脚说明BOTTOMVEWGND地DQ数字输入输出VDD可选的VpD16NONC空引脚Nc151ANCNCDNC不连接1320NC2NC5-2300NC6VDO720no-DS1820DS1820SSERERABTAGEOSSee fvech, DrawingsSectionSection1电子解站更多的单片机资料、源程序及单片机教程请登陆网站下载！476485321http://www.ourmpu.comE-mail:support@ourmpu.comQQ：451338524
DS18B20 单总线数字温度计 电子驿站 更多的单片机资料、源程序及单片机教程请登陆网站下载！ http:// www.ourmpu.com E-mail：support@ourmpu.com QQ：451338524 476485321 1 一、概述 1.1 一般说明 DSl820 数字温度计提供 9 位温度读数，指示器件的温度。 信息经过单线接口送入 DSl820 或从 DSl820 送出，因此从中央处理器到 DSl820 仅需连接一条线（和地）。读、写和完 成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。 因为每一个 DSl820 有唯一的系列号（silicon serial number），因此多个 DSl820 可以存在于同一条单线总线上。这允许 在许多不同的地方放置温度灵敏器件。此特性的应用范围包括 HVAC 环境控制，建筑物、设备或机械内的温度检测，以及 过程监视和控制中的温度检测。 1.2 特性 ·独特的单线接口，只需 1 个接口引脚即可通信 ·多点（multidrop）能力使分布式温度检测应用得以简化 ·不需要外部元件 ·可用数据线供电 ·不需备份电源 ·测量范围从-55℃至+125℃，增量值为 0.5℃。等效的华氏温度范围是-67℉至 257℉，增量值为 0.9℉ ·以 9 位数字值方式读出温度 ·在 1 秒（典型值）内把温度变换为数字 ·用户可定义的，非易失性的温度告警设置 ·告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件（温度告警情况） ·应用范围包括恒温控制，工业系统，消费类产品，温度计或任何热敏系统 1.3 引脚排列 引脚说明 GND 地 DQ 数字输入输出 VDD 可选的 VDD NC 空引脚 DNC 不连接
电子驿站www.ourmpu.comDS18B20单总线数字温度计1.4详细的引脚说明引脚引脚符号说明8脚SOICPR355地1GND24DQ单线应用的数据输入/输出引脚：漏极开路见“寄生电源”一节33VDD可选VDD引脚，有关连接的细节见“寄生电源”一节二、详细说明2.1综述图1的方框图表示DSI820的主要部件。DSI820有三个主要的数据部件：1）64位激光（lasered）ROM：2）温度灵敏元件：3）非易失性温度告警触发器TH和TL。器件从单线的通信线取得其电源，在信号线为高电平的时间周期内，把能量贮存在内部的电容器中，在单信号线为低电平的时间期内断开此电源，直到信号线变为高电平重新接上寄生（电容）电源为止，作为另一种可供选择的方法，DSI820也可用外部5V电源供电。DS1820BLOCKDIAGRAMFigure1COEMRRLLANGCDO-64BITROMTT-WIREPORT立TEMPERATURE SENSORRANTERNALHIGHTIEMPERATUREV专LOW TEVDERATUREXVnnGENERAROR图 1DSI820方框图与DS1820的通信经过一个单线接口。在单线接口情况下，在ROM操作未定建立之前不能使用存贮器和控制操作。主机必须首先提供五种ROM操作命令之一：1）ReadROM（读ROM)：2）MatchROM（符合ROM)：3）SearchROM（搜索ROM)：4）SkipROM（跳过ROM）：5）AlarmSearch（告警搜索）。这些命令对每一器件的64位激光ROM部分进行操作。如果在单线上有许多器件，那么可以挑选出一个特定的器件，并给总线上的主机指示存在多少器件及其类型。在成功地执行了ROM操作序列之后，可使用存贮器和控制操作，然后主机可以提供六种存贮器和控制操作命令之一。一个控制操作命令指示DSI820完成温度测量。该测量的结果将放入DS1820的高速暂存（便式）存贮器（Scratchpadmemory)，通过发出读暂存存储器内容的存储器操作命令可以读出此结果。每一温度告警触发器TH和孔构成一个字节的EEPROM。如果不对DSI820施加告警搜索命令，这些寄存器可用作通用用户存储器。使用存储器操作命令可以写TH和TL。对这些寄存器的读访问通过便筹存储器。所有数据均以最低有效位在前的方式被读写。2.2寄生电源（parasitepower）方框图（图1）示出寄生电源电路。当I/0或Vpp引脚为高电平时，这个电路便“取”得电源。只要符合指定的定时和电压要求，I/O将提供足够的功率（标题为“单总线系统”一节）。寄生电源的优点是双重的：1）利用此引脚，远程温度检测无需本地电源，2）缺少正常电源条件下也可以读ROM。为了使DSI820能完成准确的温度变换，当温度变换发生时，I/0线上必须提供足够的功率。因为DSI820的工作电流高达1mA，5kQ的上拉电阻将使I/0线没有足够的驱动能力。如果几个DSI820在同一条I/0线上而且企图同时变换，2电子牌站更多的单片机资料、源程序及单片机教程请登陆网站下载！476485321http://www.ourmpu.comE-mail: support@ourmpu.comQQ：451338524
DS18B20 单总线数字温度计 电子驿站 更多的单片机资料、源程序及单片机教程请登陆网站下载！ http:// www.ourmpu.com E-mail：support@ourmpu.com QQ：451338524 476485321 2 1.4 详细的引脚说明 引 脚 8 脚 SOIC 引 脚 PR35 符 号 说 明 5 1 GND 地 4 2 DQ 单线应用的数据输入／输出引脚：漏极开路见“寄生电源”一节 3 3 VDD 可选 VDD引脚，有关连接的细节见“寄生电源”一节 二、详细说明 2.1 综述 图 1 的方框图表示 DSl820 的主要部件。DSl820 有三个主要的数据部件：1）64 位激光（lasered）ROM；2）温度灵敏 元件；3）非易失性温度告警触发器 TH 和 TL。器件从单线的通信线取得其电源，在信号线为高电平的时间周期内，把能 量贮存在内部的电容器中，在单信号线为低电平的时间期内断开此电源，直到信号线变为高电平重新接上寄生（电容）电 源为止，作为另一种可供选择的方法，DSl820 也可用外部 5V 电源供电。 DS1820 BLOCK DIAGRAM Figure 1 图 1 DSl820 方框图 与 DSl820 的通信经过一个单线接口。在单线接口情况下，在 ROM 操作未定建立之前不能使用存贮器和控制操作。主 机必须首先提供五种 ROM 操作命令之一：1）Read ROM（读 ROM）；2）Match ROM（符合 ROM）；3）Search ROM（搜 索 ROM）；4）Skip ROM（跳过 ROM）；5）Alarm Search（告警搜索）。这些命令对每一器件的 64 位激光 ROM 部分进行 操作。如果在单线上有许多器件，那么可以挑选出一个特定的器件，并给总线上的主机指示存在多少器件及其类型。在成 功地执行了 ROM 操作序列之后，可使用存贮器和控制操作，然后主机可以提供六种存贮器和控制操作命令之一。 一个控制操作命令指示 DSl820 完成温度测量。该测量的结果将放入 DSl820 的高速暂存（便笺式）存贮器（Scratchpad memory），通过发出读暂存存储器内容的存储器操作命令可以读出此结果。每一温度告警触发器 TH 和孔构成一个字节的 EEPROM。如果不对 DSl820 施加告警搜索命令，这些寄存器可用作通用用户存储器。使用存储器操作命令可以写 TH 和 TL。对这些寄存器的读访问通过便笺存储器。所有数据均以最低有效位在前的方式被读写。 2.2 寄生电源（parasite power） 方框图（图 1）示出寄生电源电路。当 I／0 或 VDD引脚为高电平时，这个电路便“取”得电源。只要符合指定的定时 和电压要求，I／O 将提供足够的功率（标题为“单总线系统”一节）。寄生电源的优点是双重的：1）利用此引脚，远程温 度检测无需本地电源，2）缺少正常电源条件下也可以读 ROM。 为了使 DSl820 能完成准确的温度变换，当温度变换发生时，I／0 线上必须提供足够的功率。因为 DSl820 的工作电流 高达 1mA，5kΩ的上拉电阻将使 I／0 线没有足够的驱动能力。如果几个 DSl820 在同一条 I／0 线上而且企图同时变换
电子驿站www.ourmpu.comDS18B20单总线数字温度计那么这一问题将变得特别尖锐。有两种方法确保DSI820在其有效变换期内得到足够的电源电流。第一种方法是发生温度变换时，在1/0线上提供强的上拉。如图2所示，通过使用一个MOSFET把I/0线直接拉到电源可达到这一点。当使用寄生电源方式时VDD引脚必须连接到地。向DS1820供电的另外一种方法是通过使用连接到Vpp引脚的外部电源，如图3所示。这种方法的优点是在I/0线上不要求强的上拉。总线上主机不需向上连接便在温度变换期间使线保持高电平。这就允许在变换时间内其它数据在单线上传送。此外，在单线总线十可以放置任何数目的DSI820，而且如果它们都使用外部电源，那么通过发出跳过（Skip）ROM命令和接着发出变换（Convert）T命令：可以同时完成温度变换。注意只要外部电源处于工作状态，GND（地）引脚不可悬空。+5VDS1820d7uP图2强上拉在温度变换期内向DSI820供电在总线上主机不知道总线上DSI820是寄生电源供电还是外部VDD供电的情况下，在DSI820内采取了措施来通知采用的供电方案。总线上主机通过发出跳过（Skip）ROM的操作约定，然后发出读电源命令，可以决定是否有需要强上拉的DSI820在总线上。在此命令发出后，主机接着发出读时间片。如果是寄生供电，DS1820将在单线总线上送回“0”；如果由Vpp脚供电，它将送回“1”。如果主机接收到一个“0"，它知道它必须在温度变换期间在1/0线上供一个强的上拉。有关此命令约定的详细说明，见“存贮器命令功能”。一节。2.3运用一测量温度DSI820通过使用在板（on-board）温度测量专利技术来测量温度。温度测量电路的方框图见图4所示。BEVEER 1-WREDS182031OEXTERNAL+5VSUPPLYuP图3使用Vpp供温度变换所需电流3电子解站更多的单片机资料、源程序及单片机教程请登陆网站下载！476485321http://www.ourmpu.comE-mail:support@ourmpu.comQQ：451338524
DS18B20 单总线数字温度计 电子驿站 更多的单片机资料、源程序及单片机教程请登陆网站下载！ http:// www.ourmpu.com E-mail：support@ourmpu.com QQ：451338524 476485321 3 那么这一问题将变得特别尖锐。 有两种方法确保 DSl820 在其有效变换期内得到足够的电源电流。第一种方法是发生温度变换时，在 I／0 线上提供一 强的上拉。如图 2 所示，通过使用一个 MOSFET 把 I／0 线直接拉到电源可达到这一点。当使用寄生电源方式时 VDD引脚 必须连接到地。 向 DSl820 供电的另外一种方法是通过使用连接到 VDD引脚的外部电源，如图 3 所示。这种方法的优点是在 I／0 线上 不要求强的上拉。总线上主机不需向上连接便在温度变换期间使线保持高电平。这就允许在变换时间内其它数据在单线上 传送。此外，在单线总线上可以放置任何数目的 DSl820，而且如果它们都使用外部电源，那么通过发出跳过（Skip）ROM 命令和接着发出变换（Convert）T 命令，可以同时完成温度变换。注意只要外部电源处于工作状态，GND（地）引脚不可 悬空。 图 2 强上拉在温度变换期内向 DSl820 供电 在总线上主机不知道总线上 DSl820 是寄生电源供电还是外部 VDD供电的情况下，在 DSl820 内采取了措施来通知采用 的供电方案。总线上主机通过发出跳过（Skip）ROM 的操作约定，然后发出读电源命令，可以决定是否有需要强上拉的 DSl820 在总线上。在此命令发出后，主机接着发出读时间片。如果是寄生供电，DSl820 将在单线总线上送回“0”；如果 由 VDD 脚供电，它将送回“1”。如果主机接收到一个“0”，它知道它必须在温度变换期间在 I／0 线上供一个强的上拉。 有关此命令约定的详细说明，见“存贮器命令功能”一节。 2.3 运用 — 测量温度 DSl820 通过使用在板（on-board）温度测量专利技术来测量温度。温度测量电路的方框图见图 4 所示。 图 3 使用 VDD供温度变换所需电流
电子驿站www.ourmpu.comDS18B20单总线数字温度计SLOPEACCUMULATORPRESETCOMPARESETICLEARPRESETCOUNTERCOLPICTENPERCTURTOR1.1TEMPERATUREREGISTERLCOEIFICTENPERCTLURTORCOUNTER图4温度测量电路DSI820通过门开通期间内低温度系数振荡器经历的时钟周期个数计数来测量温度，而门开通期由高温度系数振荡器决定。计数器予置对应于-55℃的基数，如果在门开通期结束前计数器达到零，那么温度寄存器也被予置到-55℃的数值增量，指示温度高于-55℃。同时，计数器用斜率累加器电路所决定的值进行予置。为了对遵循抛物线规律的振荡器温度特性进行补偿，这种电路是必需的。时钟再次使计数器计值至它达到零。如果门开通时间仍未结束，那么此过程再次重复。斜率累加器用于补偿振荡器温度特性的非线性，以产生高分辩率的温度测量。通过改变温度每升高一度，计数器必须经历的计数个数来实行补偿。因此，为了获得所需的分辩率，计数器的数值以及在给定温度处每一摄氏度的计数个数（斜率累加器的值）二者都必须知道。此计算在DSI820内部完成以提供0.5℃的分辩率。温度读数以16位、符号扩展的二进制补码读数形式提供。表1说明输出数据对测量温度的关系。数据在单线接口上申行发送。DSI820可以以0.5℃的增量值，在0.5℃至+125℃的范围内测量温度。对于应用华氏温度的场合，必须使用查找表或变换系数。注意，在DSI820中，温度是以1/2℃LSB（最低有效位）形式表示时，产生以下9位格式：MSB（最高有效位）（最低有效位）LSB口1111011001= -25℃最高有效（符号）位被复制到存储器内两字节的温度寄存器中较高MSB的所有位，这种“符号扩展”产生了如表I所示的16位温度读数。以下的过程可以获得较高的分辩率。首先，读温度，并从读得的值截去0.5℃位（最低有效位）。这个值便是TEMPREAD。然后可以读留在计数器内的值。此值是门开通期停止之后计数剩余TEMPRATURE（温度）=TEMP_READ-0.25+（COUNT_PER C-COUNT_REMAIN)COUNTPERC4电子解站更多的单片机资料、源程序及单片机教程请登陆网站下载！E-mail: support@ourmpu.com476485321http://www.ourmpu.comQQ：451338524
DS18B20 单总线数字温度计 电子驿站 更多的单片机资料、源程序及单片机教程请登陆网站下载！ http:// www.ourmpu.com E-mail：support@ourmpu.com QQ：451338524 476485321 4 图 4 温度测量电路 DSl820 通过门开通期间内低温度系数振荡器经历的时钟周期个数计数来测量温度，而门开通期由高温度系数振荡器决 定。计数器予置对应于-55℃的基数，如果在门开通期结束前计数器达到零，那么温度寄存器也被予置到-55℃的数值增量， 指示温度高于-55℃。 同时，计数器用斜率累加器电路所决定的值进行予置。为了对遵循抛物线规律的振荡器温度特性进行补偿，这种电路 是必需的。时钟再次使计数器计值至它达到零。如果门开通时间仍未结束，那么此过程再次重复。 斜率累加器用于补偿振荡器温度特性的非线性，以产生高分辩率的温度测量。通过改变温度每升高一度，计数器必须 经历的计数个数来实行补偿。因此，为了获得所需的分辩率，计数器的数值以及在给定温度处每一摄氏度的计数个数（斜 率累加器的值）二者都必须知道。 此计算在 DSl820 内部完成以提供 0.5℃的分辩率。温度读数以 16 位、符号扩展的二进制补码读数形式提供。表 l 说明 输出数据对测量温度的关系。数据在单线接口上串行发送。DSl820 可以以 0.5℃的增量值，在 0.5℃至+125℃的范围内测量 温度。对于应用华氏温度的场合，必须使用查找表或变换系数。 注意，在 DSl820 中，温度是以 1／2℃ LSB（最低有效位）形式表示时，产生以下 9 位格式： MSB（最高有效位） （最低有效位）LSB 最高有效（符号）位被复制到存储器内两字节的温度寄存器中较高 MSB 的所有位，这种“符号扩展”产生了如表 1 所示 的 16 位温度读数。 以下的过程可以获得较高的分辩率。首先，读温度，并从读得的值截去0.5℃位（最低有效位）。这个值便是TEMP_READ。 然后可以读留在计数器内的值。此值是门开通期停止之后计数剩余 TEMPRATURE（温度）=TEMP_READ-0.25+ COUNT PER C COUNT PER C COUNT REMAIN _ _ （ _ _ - _ ）