一线式数字温度传感器DS18B20详解与应用

"DS18B20是一种一线式数字温度传感器，由DALLAS公司生产，具有3引脚TO-92封装，工作温度范围广泛，可编程的A/D转换精度，高分辨率的温度测量，以及独特的多点温度检测能力。传感器内部包括64位ROM、温度传感器、温度报警触发器和配置寄存器。64位ROM中的序列号使得每个DS18B20都有唯一的地址，允许在同一总线上连接多个传感器。传感器通过DQ引脚进行数字信号的输入/输出，VDD可以是外部供电或使用寄生电源方式。DS18B20的温度测量结果以16位二进制补码表示，分辨率为0.0625℃。" DS18B20的主要特点： 1. **一线式通信**：DS18B20仅需一根数据线（DQ）即可与微处理器通信，极大地减少了硬件接口的需求。 2. **宽温范围**：DS18B20的温度测量范围在-55℃至+125℃之间，适应多种环境条件。 3. **可编程精度**：用户可以选择9位至12位的A/D转换精度，根据应用需求调整分辨率。 4. **独特的地址机制**：每个DS18B20内置的64位ROM序列号确保了其唯一性，允许多个传感器并联在同一总线上。 5. **寄生电源工作模式**：除了通过VDD引脚接受外部电源外，DS18B20还可以利用数据线上的脉冲电压作为工作电源。 6. **温度报警功能**：内部包含非挥发性的温度报警触发器TH和TL，可用于设置温度阈值。 7. **高效的数据输出**：温度值以16位符号扩展的二进制补码形式输出，每LSB代表0.0625℃。 DS18B20的内部结构包括： 1. **64位ROM**：存储唯一的设备序列号，用于识别和寻址。 2. **温度传感器**：执行温度测量，并将模拟信号转化为数字信号。 3. **温度报警触发器**：TH和TL寄存器，允许用户设置高温和低温警告点。 4. **配置寄存器**：允许用户对传感器的特性进行编程，如分辨率设置。 DS18B20的工作时序包括初始化、写入和读取操作，这些操作都是通过DQ引脚与微处理器交互完成的。时序图显示了这些操作的具体步骤，如脉冲宽度、等待时间等，确保了数据传输的准确性和可靠性。 DS18B20的温度数据格式： - 温度测量结果以16位的二进制补码表示，包括一个符号位，正温度为正数，负温度为负数。 - 温度的最小分辨率是0.0625℃，通过解析二进制数据可以直接计算出实际温度值。 DS18B20是一款高效、灵活且易于集成的数字温度传感器，广泛应用于各种温度监测系统，尤其是在需要多点测量且空间有限的场合。其独特的设计和功能使其成为工业、科研及家用智能设备中的理想选择。