數字溫度傳感器DS18B20的原理與應用

1引言

DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線(xiàn)式數字溫度傳感器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為9位～12位A/D轉換精度，測溫分辨率可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線(xiàn)上，CPU只需一根端口線(xiàn)就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節省大量的引線(xiàn)和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適用于遠距離多點(diǎn)溫度檢測系統。

2 DS18B20的內部結構

DS18B20內部結構如圖1所示，主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如圖2所示，DQ為數字信號輸入／輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線(xiàn)方式時(shí)接地，見(jiàn)圖4）。

ROM中的64位序列號是出廠(chǎng)前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼，每個(gè)DS18B20的64位序列號均不相同。64位ROM的排的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現一根總線(xiàn)上掛接多個(gè)DS18B20的目的。

圖1 DS18B20的內部結構

DS18B20中的溫度傳感器完成對溫度的測量，用16位符號擴展的二進(jìn)制補碼讀數形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位。例如＋125℃的數字輸出為07D0H，＋25.0625℃的數字輸出為0191H，－25.0625℃的數字輸出為FF6FH，－55℃的數字輸出為FC90H。