温度传感器DS18B20工作原理电子教案.doc
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1、温度传感器DS18B20工作原理精品资料温度传感器:DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO92小体积封装形式;温度测量范围为55125,可编程为9位12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。 2 DS18B20的内部结构 DS18B20内部结构如图1所示
2、,主要由4部分组成:64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图2所示,DQ为数字信号输入输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地,见图4)。 ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码,每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码(CRC=X8X5X41)。ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。图1 DS18B20的内部结构图2DS18B20的管脚排列DS18B20中的
3、温度传感器完成对温度的测量,用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625/LSB形式表达,其中S为符号位。例如125的数字输出为07D0H,25.0625的数字输出为0191H,25.0625的数字输出为FF6FH,55的数字输出为FC90H。 温度值高字节 高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成,使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。其中配置寄存器的格式如下: R1、R0决定温度转换的精度位数:R1R0=“00”,9位精度,最大转换时间为93.75ms;R1R0=“01”,10位精度,最大转换时间为187.5ms;R1R0=“10”,
4、11位精度,最大转换时间为375ms;R1R0=“11”,12位精度,最大转换时间为750ms;未编程时默认为12位精度。 高速暂存器是一个9字节的存储器。开始两个字节包含被测温度的数字量信息;第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝,每一次上电复位时被刷新;第6、7、8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。 3 DS18B20的工作时序 DS18B20的一线工作协议流程是:初始化ROM操作指令存储器操作指令数据传输。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序,如图3(a)(b)(c)所示。 (a)初始化时序(c)读时序 图3DS
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