DS18B20引腳圖及功能中文資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上輸出引線：紅色(VCC)，黃色(DATA)，黑色(GND)18B20溫度傳感器應用解析溫度傳感器的種類眾多，在應用與高精度、高可靠性的場合時DALLAS（達拉斯）公司生產(chǎn)的DS18B20溫度傳感器當仁不讓。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強，使得DS18B20更受歡迎。對于我們普通的電子愛好者來說，DS18B20的優(yōu)勢更是我們學習單片機技術和開發(fā)溫度相關的小產(chǎn)品的不二選擇。了解其工作原理和應用可以拓寬您對單片機開發(fā)的思路。DS18B20的主要特征：? 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。? 先進的單總線數(shù)據(jù)通信。? 最高12位分辨率，精度可達土0.5攝氏度

2、。? 12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒。? 可選擇寄生工作方式。? 檢測溫度范圍為55°C +125°C (67°F +257°F)? 內(nèi)置EEPROM，限溫報警功能。? 64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。? 多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。DS18B20芯片封裝結(jié)構：DS18B20引腳功能：·GND 電壓地 ·DQ 單數(shù)據(jù)總線 ·VDD 電源電壓 ·NC 空引腳DS18B20工作原理及應用：DS18B20的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個

3、部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解18B20的內(nèi)部存儲器資源。18B20共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是：ROM 只讀存儲器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H），后面48位是芯片唯一的序列號，最后8位是以上56的位的CRC碼（冗余校驗）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設置不由用戶更改。DS18B20共64位ROM。RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20共9個字節(jié)RAM，每個字節(jié)為8位。第1、2個字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第3、4個字節(jié)是用戶EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上

4、電復位時其值將被刷新。第5個字節(jié)則是用戶第3個EEPROM的鏡像。第6、7、8個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。第9個字節(jié)為前8個字節(jié)的CRC碼。EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。RAM及EEPROM結(jié)構圖：圖2我們在每一次讀溫度之前都必須進行復雜的且精準時序的處理，因為DS18B20的硬件簡單結(jié)果就會導致軟件的巨大開消，也是盡力減少有形資產(chǎn)轉(zhuǎn)化為無形資產(chǎn)的投入，是一種較好的節(jié)約之道?？刂破鲗?8B20操作

5、流程：1， 復位：首先我們必須對DS18B20芯片進行復位，復位就是由控制器（單片機）給DS18B20單總線至少480uS的低電平信號。當18B20接到此復位信號后則會在1560uS后回發(fā)一個芯片的存在脈沖。2， 存在脈沖：在復位電平結(jié)束之后，控制器應該將數(shù)據(jù)單總線拉高，以便于在1560uS后接收存在脈沖，存在脈沖為一個60240uS的低電平信號。至此，通信雙方已經(jīng)達成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與18B20間的數(shù)據(jù)通信。如果復位低電平的時間不足或是單總線的電路斷路都不會接到存在脈沖，在設計時要注意意外情況的處理。3， 控制器發(fā)送ROM指令：雙方打完了招呼之后最要將進行交流了，ROM指令共

6、有5條，每一個工作周期只能發(fā)一條，ROM指令分別是讀ROM數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍ROM、芯片搜索、報警芯片搜索。ROM指令為8位長度，功能是對片內(nèi)的64位光刻ROM進行操作。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理。誠然，單總線上可以同時掛接多個器件，并通過每個器件上所獨有的ID號來區(qū)別，一般只掛接單個18B20芯片時可以跳過ROM指令（注意：此處指的跳過ROM指令并非不發(fā)送ROM指令，而是用特有的一條“跳過指令”）。ROM指令在下文有詳細的介紹。4， 控制器發(fā)送存儲器操作指令：在ROM指令發(fā)送給18B20之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。操作指令同樣為8位，共6條

7、，存儲器操作指令分別是寫RAM數(shù)據(jù)、讀RAM數(shù)據(jù)、將RAM數(shù)據(jù)復制到EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將EEPROM中的報警值復制到RAM、工作方式切換。存儲器操作指令的功能是命令18B20作什么樣的工作，是芯片控制的關鍵。5， 執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個存儲器操作指令結(jié)束后則將進行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個操作要視存儲器操作指令而定。如執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令則控制器（單片機）必須等待18B20執(zhí)行其指令，一般轉(zhuǎn)換時間為500uS。如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴格遵循18B20的讀寫時序來操作。數(shù)據(jù)的讀寫方法將有下文有詳細介紹。若要讀出當前的溫度數(shù)據(jù)我們需要執(zhí)行兩次工作周期，第一個周期為復位、跳過ROM指令、執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)

8、換存儲器操作指令、等待500uS溫度轉(zhuǎn)換時間。緊接著執(zhí)行第二個周期為復位、跳過ROM指令、執(zhí)行讀RAM的存儲器操作指令、讀數(shù)據(jù)（最多為9個字節(jié)，中途可停止，只讀簡單溫度值則讀前2個字節(jié)即可）。其它的操作流程也大同小異，在此不多介紹。DS18B20芯片與單片機的接口：圖3圖4如圖所示，DS18B20只需要接到控制器（單片機）的一個I/O口上，由于單總線為開漏所以需要外接一個4.7K的上拉電阻。如要采用寄生工作方式，只要將VDD電源引腳與單總線并聯(lián)即可。但在程序設計中，寄生工作方式將會對總線的狀態(tài)有一些特殊的要求。圖5DS28B20芯片ROM指令表：Read ROM（讀ROM）33H （方括號中的

9、為16進制的命令字）這個命令允許總線控制器讀到DS18B20的64位ROM。只有當總線上只存在一個DS18B20的時候才可以使用此指令，如果掛接不只一個，當通信時將會發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。Match ROM（指定匹配芯片）55H這個指令后面緊跟著由控制器發(fā)出了64位序列號，當總線上有多只DS18B20時，只有與控制發(fā)出的序列號相同的芯片才可以做出反應，其它芯片將等待下一次復位。這條指令適應單芯片和多芯片掛接。Skip ROM（跳躍ROM指令）CCH這條指令使芯片不對ROM編碼做出反應，在單總線的情況之下，為了節(jié)省時間則可以選用此指令。如果在多芯片掛接時使用此指令將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，導致錯誤出現(xiàn)。Sear

10、ch ROM（搜索芯片）F0H在芯片初始化后，搜索指令允許總線上掛接多芯片時用排除法識別所有器件的64位ROM。Alarm Search（報警芯片搜索）ECH在多芯片掛接的情況下，報警芯片搜索指令只對附合溫度高于TH或小于TL報警條件的芯片做出反應。只要芯片不掉電，報警狀態(tài)將被保持，直到再一次測得溫度什達不到報警條件為止。DS28B20芯片存儲器操作指令表：Write Scratchpad （向RAM中寫數(shù)據(jù)）4EH這是向RAM中寫入數(shù)據(jù)的指令，隨后寫入的兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)將會被存到地址2（報警RAM之TH）和地址3（報警RAM之TL）。寫入過程中可以用復位信號中止寫入。Read Scratchp

11、ad （從RAM中讀數(shù)據(jù)）BEH此指令將從RAM中讀數(shù)據(jù)，讀地址從地址0開始，一直可以讀到地址9，完成整個RAM數(shù)據(jù)的讀出。芯片允許在讀過程中用復位信號中止讀取，即可以不讀后面不需要的字節(jié)以減少讀取時間。Copy Scratchpad （將RAM數(shù)據(jù)復制到EEPROM中）48H此指令將RAM中的數(shù)據(jù)存入EEPROM中，以使數(shù)據(jù)掉電不丟失。此后由于芯片忙于EEPROM儲存處理，當控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當儲存工作完成時，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時必須在發(fā)出此指令后立刻超用強上拉并至少保持10MS，來維持芯片工作。Convert T（溫度轉(zhuǎn)換）44H收到此指令后芯片將進行

12、一次溫度轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的溫度值放入RAM的第1、2地址。此后由于芯片忙于溫度轉(zhuǎn)換處理，當控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當儲存工作完成時，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時必須在發(fā)出此指令后立刻超用強上拉并至少保持500MS，來維持芯片工作。Recall EEPROM（將EEPROM中的報警值復制到RAM）B8H此指令將EEPROM中的報警值復制到RAM中的第3、4個字節(jié)里。由于芯片忙于復制處理，當控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當儲存工作完成時，總線將輸出“1”。另外，此指令將在芯片上電復位時將被自動執(zhí)行。這樣RAM中的兩個報警字節(jié)位將始終為EEPROM中數(shù)據(jù)的鏡像。Rea

13、d Power Supply（工作方式切換）B4H此指令發(fā)出后發(fā)出讀時間隙，芯片會返回它的電源狀態(tài)字，“0”為寄生電源狀態(tài)，“1”為外部電源狀態(tài)。DS18B20復位及應答關系示意圖：圖6每一次通信之前必須進行復位，復位的時間、等待時間、回應時間應嚴格按時序編程。DS18B20讀寫時間隙：DS18B20的數(shù)據(jù)讀寫是通過時間隙處理位和命令字來確認信息交換的。寫時間隙：圖7寫時間隙分為寫“0”和寫“1”，時序如圖7。在寫數(shù)據(jù)時間隙的前15uS總線需要是被控制器拉置低電平，而后則將是芯片對總線數(shù)據(jù)的采樣時間，采樣時間在1560uS，采樣時間內(nèi)如果控制器將總線拉高則表示寫“1”，如果控制器將總線拉低則表

14、示寫“0”。每一位的發(fā)送都應該有一個至少15uS的低電平起始位，隨后的數(shù)據(jù)“0”或“1”應該在45uS內(nèi)完成。整個位的發(fā)送時間應該保持在60120uS，否則不能保證通信的正常。讀時間隙：圖8讀時間隙時控制時的采樣時間應該更加的精確才行，讀時間隙時也是必須先由主機產(chǎn)生至少1uS的低電平，表示讀時間的起始。隨后在總線被釋放后的15uS中DS18B20會發(fā)送內(nèi)部數(shù)據(jù)位，這時控制如果發(fā)現(xiàn)總線為高電平表示讀出“1”，如果總線為低電平則表示讀出數(shù)據(jù)“0”。每一位的讀取之前都由控制器加一個起始信號。注意：如圖8所示，必須在讀間隙開始的15uS內(nèi)讀取數(shù)據(jù)位才可以保證通信的正確。在通信時是以8位“0”或“1”為

15、一個字節(jié)，字節(jié)的讀或?qū)懯菑母呶婚_始的，即A7到A0.字節(jié)的讀寫順序也是如圖2自上而下的。/實驗目的：熟悉DS18B20的使用/六位數(shù)碼管顯示溫度結(jié)果，其中整數(shù)部分2位，小數(shù)部分4位/每次按下RB0鍵后進行一次溫度轉(zhuǎn)換。/硬件要求：把DS18B20插在18B20插座上/          撥碼開關S10第1位置ON，其他位置OFF/          撥碼開關S5、S6全部置ON，其他撥碼開關全部置OFFi nclud

16、e<pic.h>/_CONFIG(0x1832);        /芯片配置字，看門狗關，上電延時開，掉電檢測關，低壓編程關，加密，4M晶體HS振蕩#define uch unsigned char                     /給unsigned char起別名 uch# define DQ RA0&#

17、160;                               /定義18B20數(shù)據(jù)端口 # define DQ_DIR TRISA0             &#

18、160;           /定義18B20D口方向寄存器 # define DQ_HIGH() DQ_DIR =1                   /設置數(shù)據(jù)口為輸入# define DQ_LOW() DQ = 0; DQ_DIR = 0      &

19、#160;    /設置數(shù)據(jù)口為輸出unsigned char TLV=0 ;                        /采集到的溫度高8位unsigned char THV=0;             

20、;            /采集到的溫度低8位unsigned char TZ=0;                           /轉(zhuǎn)換后的溫度值整數(shù)部分unsigned char TX=0;  

21、60;                        /轉(zhuǎn)換后的溫度值小數(shù)部分unsigned int wd;                     

22、0;        /轉(zhuǎn)換后的溫度值BCD碼形式unsigned char shi;                             /整數(shù)十位unsigned char ge;     &#

23、160;                        /整數(shù)個位unsigned char shifen;                      

24、;    /十分位unsigned char baifen;                          /百分位unsigned char qianfen;             

25、            /千分位unsigned char wanfen;                          /萬分位unsigned char table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x8

26、2,0xf8,0x80,0x90; /0-9的顯示代碼/-/延時函數(shù)void delay(char x,char y) char z;do      z=y;      do;while(-z);     while(-x);/其指令時間為：7+（3*（Y-1）+7）*（X-1）如果再加上函數(shù)調(diào)用的call 指令、頁面設定、傳遞參數(shù)花掉的7 個指令。/則是：14+（3*（Y-1）+7）*（X-1）。/-/結(jié)果顯示函數(shù)void display() 

27、  TRISA=0X00;delay(5,100);                           /設置A口全為輸出PORTD=tableshi;              

28、0;       /顯示整數(shù)十位PORTA=0x3e;delay(10,100);PORTD=tablege&0X7F;                  /顯示整數(shù)個位，并點亮小數(shù)點PORTA=0x3d;delay(10,100);PORTD=tableshifen;       

29、0;           /顯示小數(shù)十分位PORTA=0x3b;delay(10,100);PORTD=tablebaifen;                   /顯示小數(shù)百分位PORTA=0x37;delay(10,100);PORTD=tableqianfen;    &

30、#160;             /顯示小數(shù)千分位PORTA=0x2f;delay(10,100);PORTD=tablewanfen;                   /顯示小數(shù)萬分位PORTA=0x1f;delay(10,100);/-/系統(tǒng)初始化函數(shù)void init()ADCON1=0

31、X07;                                /設置A口為普通數(shù)字口TRISA=0X00;              

32、60;                   /設置A口方向為輸出TRISD=0X00;                            

33、;     /設置D口方向為輸出/-/復位DS18B20函數(shù)reset(void)char presence=1;while(presence)     DQ_LOW() ;                             

34、0;  /主機拉至低電平    delay(2,70);                              /延時503us    DQ_HIGH();      

35、0;                         /釋放總線等電阻拉高總線,并保持1560us    delay(2,8);                 

36、;              /延時70us    if(DQ=1) presence=1;                     /沒有接收到應答信號，繼續(xù)復位    else presence=0;

37、60;                         /接收到應答信號    delay(2,60);                   

38、;           /延時430us   /-/寫18b20寫字節(jié)函數(shù)void write_byte(uch val)uch i;uch temp;for(i=8;i>0;i-)   temp=val&0x01;                   &

39、#160;        /最低位移出   DQ_LOW();    NOP();   NOP();   NOP();   NOP();   NOP();                     &#

40、160;              /從高拉至低電平,產(chǎn)生寫時間隙   if(temp=1) DQ_HIGH();                   /如果寫1,拉高電平   delay(2,7);    &

41、#160;                          /延時63us   DQ_HIGH();    NOP();   NOP();   val=val>>1;       

42、60;                       /右移一位/-/18b20讀字節(jié)函數(shù)uch read_byte(void)uch i;uch value=0;                  &

43、#160;             /讀出溫度static bit j;for(i=8;i>0;i-)   value>>=1;    DQ_LOW();   NOP();   NOP();   NOP();   NOP();   NOP();   NOP();   &#

44、160;                               /6us   DQ_HIGH();              

45、0;                /拉至高電平   NOP();    NOP();   NOP();    NOP();    NOP();                 &

46、#160;                /4us   j=DQ;   if(j) value|=0x80;   delay(2,7);                     &

47、#160;       /63usreturn(value);/-/啟動溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)void get_temp() int i;DQ_HIGH();reset();                               &#

48、160; /復位等待從機應答 write_byte(0XCC);                        /忽略ROM匹配 write_byte(0X44);                 &

49、#160;      /發(fā)送溫度轉(zhuǎn)化命令 for(i=50;i>0;i-)                    display();                    

50、   /調(diào)用多次顯示函數(shù)，確保溫度轉(zhuǎn)換完成所需要的時間    reset();                                 /再次復位，等待從機應答 write_byte(0XCC);  &

51、#160;                     /忽略ROM匹配 write_byte(0XBE);                        /發(fā)送讀溫度命令

52、TLV=read_byte();                         /讀出溫度低8 THV=read_byte();                   &

53、#160;     /讀出溫度高8位 DQ_HIGH();                               /釋放總線 TZ=(TLV>>4)|(THV<<4)&0X3f;   

54、0;           /溫度整數(shù)部分TX=TLV<<4;                               /溫度小數(shù)部分if(TZ>100) TZ/100; 

55、;                      /不顯示百位ge=TZ%10;/個位                          /整數(shù)部分個位shi=TZ/10;/十位