DS18B20

鎖定

圖3

DS18B20的讀寫時序和測温原理與DS1820相同，只是得到的温度值的位數因分辨率不同而不同，且温度轉換時的延時時間由2s減為750ms。 DS18B20測温原理如圖3所示。圖中低温度係數晶振的振盪頻率受温度影響很小，用於產生固定頻率的脈衝信號發送給計數器1。高温度係數晶振隨温度變化其振盪頻率明顯改變，所產生的信號作為計數器2的脈衝輸入。計數器1和温度寄存器被預置在-55℃所對應的一個基數值。計數器1對低温度係數晶振產生的脈衝信號進行減法計數，當計數器1的預置值減到0時，温度寄存器的值將加1，計數器1的預置將重新被裝入，計數器1重新開始對低温度係數晶振產生的脈衝信號進行計數，如此循環直到計數器2計數到0時，停止温度寄存器值的累加，此時温度寄存器中的數值即為所測温度。斜率累加器用於補償和修正測温過程中的非線性，其輸出用於修正計數器1的預置值。 ^[2] 

數字温度傳感器

② 、測温範圍 －55℃～+125℃，固有測温誤差（注意，不是分辨率，這裏之前是錯誤的）1℃。

DS18B20的外形及管腳排列如下:

DS18B20的外形及管腳排列

圖2：DS18B20內部結構圖

圖3：DS18B20測温原理框圖

DS18B20的讀寫時序和測温原理與DS1820相同，只是得到的温度值的位數因分辨率不同而不同，且温度轉換時的延時時間由2s 減為750ms。高温度係數晶振 隨温度變化其振盪率明顯改變，所產生的信號作為計數器2的脈衝輸入。計數器1和温度寄存器被預置在－55℃所對應的一個基數值。計數器1對 低温度係數晶振產生的脈衝信號進行減法計數，當計數器1的預置值減到0時，温度寄存器的值將加1，計數器1的預置將重新被裝入，計數器1重 新開始對低温度係數晶振產生的脈衝信號進行計數，如此循環直到計數器2計數到0時，停止温度寄存器值的累加，此時温度寄存器中的數值即 為所測温度。圖3中的斜率累加器用於補償和修正測温過程中的非線性，其輸出用於修正計數器1的預置值。

表1: DS18B20温度值格式表

表2: DS18B20温度數據表

（3）DS18B20温度傳感器的存儲器 DS18B20温度傳感器的內部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM,後者存放高温度和低温度觸發器 TH、TL和結構寄存器。

圖4

5.1、DS18B20寄生電源供電方式電路圖如圖4所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號線上汲取能量：在信號線DQ處於高電平期間把能量儲存在內部 電容裏，在信號線處於低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。

圖5

5.2、DS18B20寄生電源強上拉供電方式電路圖改進的寄生電源供電方式如圖5所示，為了使DS18B20在動態轉換週期中獲得足夠的電流供應，當進行温度轉換或拷貝到 E2存儲器操作時，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發出任何涉及到拷貝到E2存儲器或啓動温度轉換的指令後，必須在最 多10μS內把I/O線轉換到強上拉狀態。在強上拉方式下可以解決電流供應不走的問題，因此也適合於多點測温應用，缺 點就是要多佔用一根I/O口線進行強上拉切換。

圖6：外部供電方式單點測温電路.

在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時I/O線不需要強上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證 轉換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點測温系統。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空 ，否則不能轉換温度，讀取的温度總是85℃。

圖7：外部供電方式的多點測温電路圖

外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發出穩定可靠的多點温度 監控系統。站長推薦大家在開發中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。在外接電源方式下， 可以充分發揮DS18B20寬電源電壓範圍的優點，即使電源電壓VCC降到3V時，依然能夠保證温度量精度。

利用DS18B20構成的數字温度計

用一片DS18B20構成測温系統，測量的温度精度達到0.1度，測量的温度的範圍在－20度到+100度之間，用8位數碼管顯示出來

#include"reg51.h"

#include"d1820.h"

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

int t;

uint num;

uchar dat; //讀寫數據變量

uchar a=0;

uchar b=0;

float tep=0; //讀一個温度時的温度轉換中間間

uchar data tempbuf[4]=0;//温度字型顯示中間變量

/******************************************************

函數名稱：delay(uint num)

返回值：無
參數：uint num 
延時數據值
作用：延時

*******************************************************/

void delay(uint num)

{

while(num--);

}

/******************************************************

函數名稱：void Init_DS18B20(void)

返回值：無

參數：無

作用：初始化18B20

*******************************************************/

void Init_DS18B20(void)

{

char x=0;

DQ=1;
delay(10);//稍作延時
DQ=0;
delay(80);//延時>480us 540us
DQ=1; //拉高總線 15-60us
delay(20);
x=DQ;//讀總線狀態 為0復位成功，為1則不成功
delay(30);
DQ=1;//釋放總線
}
/******************************************************
函數名稱：uchar ReadOneChar(void)
返回值：uchar dat
參數： 無
作用：讀取1820一個字節
*******************************************************/
uchar ReadOneChar(void)
{
uchar i;
uchar dat=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=0;
dat>>=1;
DQ=1;//給脈衝
if(DQ)
{dat|=0x80;}//讀1 /// 讀0右移處理
delay(8);//15us內讀完一個數
}
return(dat);
}
/******************************************************
函數名稱：void WriteOneChar(uchar dat)
返回值：無
參數： uchar dat
作用：向1820寫一個字節
*******************************************************/
/////****寫DS18B20***/
//寫0 60us讀完，寫1 30us 內讀完

void WriteOneChar(uchar dat)
{
uchar i=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=0;
DQ=dat&0x01;//寫所給數據最低位
delay(10);
///////////
DQ=1;//給脈衝
dat>>=1;
}
delay(8);
}
/******************************************************
函數名稱：int ReadOneTemperature(void)
返回值：int t
參數： 無
作用：讀温度值
*******************************************************/
int ReadOneTemperature(void)
////////***讀取温度值***********/
//// 每次讀寫均要先復位
{
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xcc);//發跳過ROM命令
WriteOneChar(0x44);//發讀開始轉換命令
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xcc);//發跳過ROM命令
WriteOneChar(0xbe);//讀寄存器，共九字節，前兩字節為轉換值
a=ReadOneChar(); //a存低字節
b=ReadOneChar(); //b存高字節
t=b;
t<<=8;//高字節轉換為10進制
t=t|a;
tep=t*0.0625;//轉換精度為0.0625/LSB
t=tep*10+0.5;//保留1位小數並四捨五入****後面除10還原正確温度值）
return(t);
}
/******************************************************
函數名稱：uint Temperaturepro(void)
返回值：void
參數： void
作用：温度處理
*******************************************************/
void Temperaturepro(void)
{
int temp;
temp=ReadOneTemperature();
tempbuf[3]=temp/1000;//百位
tempbuf[2]=temp/100%10;//十位
tempbuf[1]=temp%100/10; //個位
tempbuf[0]=temp%10; //小數
}

參考資料

• 1.    DS18B20+ 和 Maxim Integrated 信息  ．元器件規格書網[引用日期2013-04-25]
• 2.    DS18B20工作原理  ．21IC中國電子網[引用日期2015-02-04]