引言
DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)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(zhuǎn)換精度,測溫分辨率可達(dá)0.0625℃,被測溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出;其工作電源既可在遠(yuǎn)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根線上,CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信,占用微處理器的端口較少,可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)。
2DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(bào)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(shù)字信號(hào)輸入／輸出端;GND為電源地;VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地,見圖4）。
ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的,它可以看作是該DS18B20的地址序列碼,每個(gè)DS18B20的64位序列號(hào)均不相同。64位ROM的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)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(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。
圖1DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖2DS18B20的管腳排列
（a）初始化時(shí)序
（b）寫時(shí)序
（c）讀時(shí)序
圖3DS18B20的工作時(shí)序圖
DS18B20中的溫度傳感器完成對溫度的測量,用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供,以0.0625℃/LSB形式表達(dá),其中S為符號(hào)位。例如＋125℃的數(shù)字輸出為07D0H,＋25.0625℃的數(shù)字輸出為0191H,－25.0625℃的數(shù)字輸出為FF6FH,－55℃的數(shù)字輸出為FC90H。
23
22
21
20
2－1
2－2
2－3
2－4
溫度值低字節(jié)
MSBLSB
S
S
S
S
S
22
25
24
溫度值高字節(jié)
高低溫報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器均由一個(gè)字節(jié)的EEPROM組成,使用一個(gè)存儲(chǔ)器功能命令可對TH、TL或配置寄存器寫入。其中配置寄存器的格式如下：
0
R1
R0
1
1
1
1
1
MSBLSB
R1、R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)：R1R0=“00”,9位精度,最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為93.75ms;R1R0=“01”,10位精度,最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為187.5ms;R1R0=“10”,11位精度,最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為375ms;R1R0=“11”,12位精度,最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為750ms;未編程時(shí)默認(rèn)為12位精度。
高速暫存器是一個(gè)9字節(jié)的存儲(chǔ)器。開始兩個(gè)字節(jié)包含被測溫度的數(shù)字量信息;第3、4、5字節(jié)分別是TH、TL、配置寄存器的臨時(shí)拷貝,每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新;第6、7、8字節(jié)未用,表現(xiàn)為全邏輯1;第9字節(jié)讀出的是前面所有8個(gè)字節(jié)的CRC碼,可用來保證通信正確。
3DS18B20的工作時(shí)序
DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ROM操作指令→存儲(chǔ)器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序,如圖3（a）（b）（c）所示。
4DS18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)
圖4以MCS－51系列單片機(jī)為例,畫出了DS18B20與微處理器的典型連接。圖4（a）中DS18B20采用寄生電源方式,其VDD和GND端均接地,圖4（b）中DS18B20采用外接電源方式,其VDD端用3V～5.5V電源供電。
假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為12MHz,根據(jù)DS18B20的初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序,分別編寫了3個(gè)子程序：INIT為初始化子程序,WRITE為寫（命令或數(shù)據(jù)）子程序,READ為讀數(shù)據(jù)子程序,所有的數(shù)據(jù)讀寫均由最低位開始。
DATEQUP1.0
……
INIT:CLREA
INI10:SETBDAT
MOVR2,＃200
