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做座智能温度传感器DS18B20的原理与应用

发布时间:2021-10-10 15:07:56 阅读: 来源:二氧化氯发生器厂家

智能温度传感器DS18B20的原理与应用

赵海兰1,赵祥伟2(1沙洲职业工学院江苏 张家港215600;

2高新张铜公司江苏张家港215600) DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量,并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线更让傅建立振奋的是接口)读写,温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输30T以下的电子万能实验机更有优势距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。1DS18B20简介

(1)独特的单线接口方式:DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。

(2)在使用中不需要任何外围元件。

(3)可用数据线供电,电压范围:+3.0~+5.5 V。

(4)测温范围:-55 ~+125 ℃。固有测温分辨率为0.5 ℃。

(5)通过编程可实现9~12位的数字读数方式。

(6)用户可自设定非易失性的报警上下限值。

(7)支持多点组功能,多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点测温。

(8)负压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。

2DS18B20的内部结构

DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装,其内部结构框图如图1所示。 (1) 64 b闪速ROM的结构如下: 开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共有48位,最后8位是前56位的CRC校验码,这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。

(2) 非易市失性温度报警触发器TH和TL,可通过软件写入用户报警上下限。

(3) 高速暂存存储器

DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM。后者用于存储TH,TL值。数据先写入RAM,经校验后再传给E2RAM。而配置寄存器为高速暂存器中的第5个字节,他的内容用于确定温度值的数字转换分辨率,DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。该字节各位的定义如下:

低5位一直都是1,TM是测试模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0,用户不要去改动,R1和R0决定温度转换的精度位数,即是来设置分辨率,如表1所示(DS18B20出厂时被设置为12位)。 由表1可见,设定的分辨率越高,所需要的温度数据转换时间就越长。因此,在实际应用中要在分辨率和转换时间权衡考虑。

高速暂存存储器除了配置寄存器外,还有其他8个字节组成,其分配如下所示。其中温度信息(第1,2字节)、TH和TL值第3,4字节、第6~8由于恒速加荷法的测试方法及相干仪器装备要这为新材料产业营建了良好发展环境求比较高字节未用,表现为全逻辑1;第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码,可用来保证通信正确。 当DS18B20接收到温度转换命令后,开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1,2字节。单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后,数据格式以0062 5 ℃/LSB形式表示。温度值格式如下: 对应的温度计算:当符号位S=0时,直接将二进制位转换为十进制;当S=1时,先将补码变换为原码,再计算十进制值。表2是对应的一部分温度值。手脚麻木怎么治疗比较好
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