DS18B20一线总线温度传感器：原理、特点与应用

"本文介绍了DS18B20一线总线数字式传感器的工作原理、特点以及在实际应用中的使用方法。" DS18B20是一款由DALLAS公司生产的单线数字温度传感器，其工作原理基于一线总线技术，允许在单一数据线上同时进行数据传输和电源供应，极大地简化了系统布线，提高了系统的可靠性和抗干扰能力。这款传感器的测量温度范围广泛，覆盖-55°C到+125°C，且在-10°C到+85°C区间内精度可达±0.5°C，远优于其前身DS1822的±2°C精度。 DS18B20的一大优点是其灵活的电源适应性，支持3V至5.5V的电压范围，这使得它能够轻松适应不同的系统环境。此外，用户可以根据需求设定9到12位的分辨率，以调整测量精度。传感器内部的EEPROM可以存储用户定义的报警温度和分辨率设置，即使在断电后也能保持这些参数，确保了数据的持久性。 传感器的内部结构包含四个关键部分：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL，以及配置寄存器。64位光刻ROM中的独特序列号作为传感器的地址，使得在同一根总线上可以连接多个DS18B20而不产生冲突。温度传感器通过转换电路将温度值转化为数字信号，以12位或更高分辨率的形式输出。转换后的数据经过符号扩展，以二进制形式表示，便于微控制器读取和处理。 DS18B20的引脚包括DQ（数字信号输入/输出端）、GND（电源地）和VDD（外接供电电源输入端，在寄生电源接线方式下接地）。DQ端口执行一线总线协议，完成数据的双向传输。用户可以通过编写相应的驱动程序来控制DS18B20，读取温度数据，设置报警阈值，以及改变分辨率。 DS18B20的简化版本DS1822，虽然没有内置EEPROM和可调分辨率功能，但因其低成本特性，适合对性能要求不高且需控制预算的应用场景。这两款传感器在软件上兼容，使得开发和迁移更为便捷。 DS18B20因其一线总线技术、高精度、灵活性和强大的功能集，成为恶劣环境下温度测量的理想选择，广泛应用于工业控制、智能家居、环境监测等多种领域。其经济实惠的价格和出色的性能价格比，使其在众多温度传感器中脱颖而出。