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ds18b20数字温度传感器应用详解
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更新于2023-03-16
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美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 "一线总线"接口的温度传感器,在其内部使用了在板(ON-B0ARD)专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。现在,新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。目前DS18B20批量采购价格仅10元左右。
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DS18B20
数字温度传感器应用详解
在传统的模拟信号远距离温度测量系统中,需要很好的解决引线误差补偿问题、
多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题,才能够达到
较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣,各种干扰信号较
强,模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差,影响测量精度。因此,在温
度测量系统中,采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最
有效方案,新型数字温度传感器 DS18B20 具有体积更小、精度更高、适用电
压更宽、采用一线总线、可组网等优点,在实际应用中取得了良好的测温效果。
新的"一线器件"DS18B20 体积更小、适用电压更宽、更经济。
美国 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持
"一线总线"接口的温度传感器,在其内部使用了在板(ON-B0ARD)专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特
而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全
新概念。现在,新一代的 DS18B20 体积更小、更经济、更灵活。使你可以充
分发挥“一线总线”的优点。目前 DS18B20 批量采购价格仅 10 元左右。
DS18B20、DS1822 "一线总线"数字化温度传感器
同 DS1820 一样,DS18B20 也支持"一线总线"接口,测量温度范围为-55°C
~+125°C,在-10~+85°C 范围内,精度为±0.5°C。DS1822 的精度较差为
±2°C。现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰
性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温
类消费电子产品等。与前一代产品不同,新的产品支持 3V~5.5V 的电压范围,
使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜,体积更小。
DS18B20、DS1822 的特性
DS18B20 可以程序设定 9~12 位的分辨率,精度为±0.5°C。可选更小的封
装方式,更宽的电压适用范围。分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在
EEPROM 中,掉电后依然保存。DS18B20 的性能是新一代产品中最好的!性
能价格比也非常出色!DS1822 与 DS18B20 软件兼容,是 DS18B20 的简化版
本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的 EEPROM,精度降低为
±2°C,适用于对性能要求不高,成本控制严格的应用,是经济型产品。继"一线
总线"的早期产品后,DS1820 开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20 和
DS1822 使电压、特性及封装有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济
的测温系统。

一、DS18B20 的主要特性
(1)适应电压范围更宽,电压范围:3.0~5.5V,在寄生电源方式下可由
数据线供电
(2)独特的单线接口方式,DS18B20 在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
(3)DS18B20 支持多点组网功能,多个 DS18B20 可以并联在唯一的三
线上,实现组网多点测温
(4)DS18B20 在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路
集成在形如一只三极管的集成电路内
(5)温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃
(6)可编程的分辨率为 9~12 位,对应的可分辨温度分别为
0.5℃、0.25℃、0.125℃和 0.0625℃,可实现高精度测温
(7)在 9 位分辨率时最多在 93.75ms 内把温度转换为数字,12 位分辨率
时最多在 750ms 内把温度值转换为数字,速度更快
(8)测量结果直接输出数字温度信号,以"一线总线"串行传送给 CPU,同
时可传送 CRC 校验码,具有极强的抗干扰纠错能力
(9)负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工
作。
二、DS18B20 的外形和内部结构
DS18B20 内部结构主要由四部分组成:64 位光刻 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 的外形及管脚排列如
下图 1:

DS18B20 引脚定义:
(1)DQ 为数字信号输入/输出端;
(2)GND 为电源地;
(3)VDD 为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
三、DS18B20 工作原理
DS18B20 的读写时序和测温原理与 DS1820 相同,只是得到的温度值的位
数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由 2s 减为 750ms。
DS18B20 测温原理如图 3 所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很
小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器 1。高温度系数晶振随温度变化
其振荡率明显改变,所产生的信号作为计数器 2 的脉冲输入。计数器 1 和温度
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