掌握DS18B20温度传感器简介

1.DS18B20引脚定义、封装

DS18B20是美国DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器，具有体积小、结构简单、操作灵活等特点，封装形式多样，适用于各种狭小空间内设备的数字测温和控制ꎮ单总线数字温度传感器系列还有DS1820、DS18S20、DS1822等其他型号，它们的工作原理和特性基本相同ꎮDS18B20采用T0-92、SO封装或μSOP封装，如图6-10所示ꎮ

图6-10 DS18B20温度传感器的封装形式

DS18B20各引脚功能详见表6-2ꎮ

表6-2 DS18B20引脚功能

2.DS18B20的内部结构和基本特点

DS18B20内部结构如图6-11所示ꎮ

图6-11 DS18B20内部结构框图

（1）每个DS18B20芯片都具有唯一的一个64位光刻ROM编码：开始8位是产品类型编号，接着是每个器件的唯一序号（共48位），最后8位是前面56位的CRC校验码。所以可以将多个DS18B20连在一根线上（单总线）以串行方式传送（根据64位ROM编码的不同可以将各个DS18B20区分开来）。

（2）DS18B20内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E²PROM。高速暂存RAM共有9个字节，如图6-12所示。设定的报警上、下限温度值和设定的分辨率存储在E²PROM内，掉电后不丢失。高速暂存各字节用途如下：

●头2个字节（字节0和字节1）存储测得的温度信息。测量结果保存在低字节（LSB）和高字节（MSB），一条读取温度寄存器的命令可以将暂存器中的温度数值读出，读取数据时，低位在前，高位在后。数据是按补码的形式存储的，具体格式还要根据配置字（见第5个字节）的设定而定。

图6-12 DS18B20高速暂存字节定义

●字节2、3是E²PROM内报警温度上、下限值的复制，是易失的，每次上电复位时被刷新。(www.xing528.com)

●字节4为配置寄存器，用于设定温度转换的分辨率。TM为工作模式位，用户通过对该位设置可知器件是工作在测试模式还是工作模式（出厂时该位设置为0，为工作模式）。R0、R1用于编程时用软件方法设置转换的准确度（含转换时间），详见表6-3。

表6-3 DS18B20转换准确度和转换时间

●字节5、6、7保留未用（全部为逻辑1）。

●字节8为读出前面所有8个字节的CRC码[注：循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check，简称CRC），是数据通信领域中最常用的一种差错校验码]，用于检验数据，从而保证通信的正确性。

DS18B20出厂时默认配置为12位分辨率，此时数据以16位符号扩展的二进制补的形式存储，前5位是符号位。存储格式见表6-4。

表6-4 DS18B20设置为12位分辨率时温度数据的存储格式

注意：表中的MSB为符号位（高5位）。LSB的低4位为小数，LSB的高4位和MSB的低3位为整数位。若测得的温度大于0，则前5位全为0，只要将测得的数值乘以0.0625，就可得到实际的温度；若测得的温度小于0，则前5位为1，测得的值需要取反加1再乘以0.0625，可得实测的温度值。一些特殊温度和DS18B20输出数据的对照关系见表6-5。

表6-5 一些特殊温度和DS18B20输出数据的对照关系

3.DS18B20与单片机的连接

YL-236单片机实训台上采用TO-92封装的18B20传感器。GND为接地脚，VDD采用独立电源供电的方式（接3.0～5.5V的电源）。DS18B20接口电路十分简单，DQ引脚将检测到的温度信息输出并传送给单片机，DQ可与单片机的任一I/O口相连。单片机收到温度信息后可以根据温度信息进行显示（将温度显示在数码管、LED点阵、液晶屏等显示器）或驱动相关动作器件（如继电器、电动机等）动作，控制典型应用电路如图6-13所示。

图6-13 DS18B20温度传感器典型应用电路