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DS18B20数据手册-中文版.pdf
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DS18B20数据手册-中文版.pdf
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概述
DS18B20 数字温度传感器提供 9-Bit 到
12-Bit 的摄氏温度测量精度和一个用户可编程
的非易失性且具有过温和低温触发报警的报警
功能。DS18B20 采用的 1-Wire 通信即仅采用一
个数据线(以及地)与微控制器进行通信。该
传感器的温度检测范围为 -55℃至+125℃,并且
在温度范围超过 -10℃至 85℃之外时还具有
+-0.5℃的精度。此外, DS18B20 可以直接由数
据线供电而不需要外部电源供电。
每片 DS18B20 都有一个独一无二的 64 位
序列号,所以一个 1-Wire 总线上可连接多个
DS18B20 设备。因此,在一个分布式的大环境
里用一个微控制器控制多个 DS18B20 是非常
简单的。这些特征使得其在 HVAC 环境控制,
在建筑、设备及机械的温度监控系统,以及温
度过程控制系统中有着很大的优势。
特性
· 独特的 1-Wire 总线接口仅需要一个管脚来
通信。
· 每个设备的内部 ROM 上都烧写了一个独一
无二的 64 位序列号。
· 多路采集能力使得分布式温度采集应用更加
简单。
· 无需外围元件。
· 能够采用数据线供电;供电范围为 3.0V 至
5.5V。
· 温度可测量范围为: -55℃至+125℃( -67℉
至+257℉)。
· 温度范围超过 -10℃至 85℃之外时具有
+-0.5℃的精度。
· 内部温度采集精度可以由用户自定义为
9-Bits 至 12-Bits。
DS18B20 分辨率可编程
1-Wire 数字温度传感器
· 温度转换时间在转换精度为 12-Bits 时达到
最大值 750ms。
· 用户自定义非易失性的的温度报警设置。
· 定义了温度报警搜索命令和当温度超过用户
自定义的设定值时。
· 可选择的 8-Pin SO (150 mils), 8-PinμSOP,
及 3-Pin TO-92 封装。
· 与 DS1822程序兼容。
· 应用于温度控制系统, 工业系统,民用产品,
温度传感器,或者任何温度检测系统中。
管脚定义图
文档
订购信息
零件 温度范围 引脚数 -封装 顶部标号
DS18B20 -55℃至 +125℃ 3 TO-92 18B20
DS18B20+ -55℃至 +125℃ 3 TO-92 18B20
DS18B20/T&R -55℃至 +125℃ 3 TO-92(2000 片) 18B20
DS18B20+T&R -55℃至 +125℃ 3 TO-92(2000 片) 18B20
DS18B20-SL/T&R -55℃至 +125℃ 3 TO-92(2000 片)* 18B20
DS18B20-SL+T&R -55℃至 +125℃ 3 TO-92(2000 片)* 18B20
DS18B20U -55℃至 +125℃ 8 uSOP 18B20
DS18B20U+ -55℃至 +125℃ 8 uSOP 18B20
DS18B20U/T&R -55℃至 +125℃ 8 uSOP(3000片) 18B20
DS18B20+T&R -55℃至 +125℃ 8 uSOP(3000片) 18B20
DS18B20Z -55℃至 +125℃ 8 SO DS18B20
DS18B20Z+ -55℃至 +125℃ 8 SO DS18B20
DS18B20Z/T&R -55℃至 +125℃ 8 SO(2500 片) DS18B20
DS18B20Z+T&R -55℃至 +125℃ 8 SO(2500 片) DS18B20
“+”号表示的是无铅封装。 ”+”会出现在无铅封装的顶部标号处。
T&R= 卷带包装。
*TO-92 封装
管脚描述
管脚
管脚名 功能描述
SO uSOP TO-92
1、2、6、
7、8
2、3、5、
6、7
— N.C
置空
3 8 3 VDD
VDD 引脚。 VDD 必须连接到地当采用“寄生电源”供
电时。
4 1 2 DQ
数据输入 /输出。1-Wire 漏极开路接口引脚。 当采用“寄
生电源”供电方式时,同时向设备提供电源。 (详见
“DS18B20 的供电”章节)
5 4 1 GND 地
综述
图 1 为 DS18B20 的内部框图。内部的 64 位的 ROM 存储其独一无二的序列号。暂存存储器
(The scratchpad memory)包含了存储有数字温度结果的 2 个字节宽度的温度寄存器。另外,暂
存存储器还提供了一个字节的过温和低温 (TH 和 TL)温度报警寄存器和一个字节的配置寄存器。
配置寄存器允许用户自定义温度转换为 9、10、11、12 位精度。过温和低温( TH 和 TL)温度报
警寄存器是非易失性的( EEPROM),所以其可以在设备断电的情况下保存。
文档
DS18B20 采用的 Maxim 公司专有的 1-Wire 总线协议,该总线协议仅需要一个控制信号进行
通信。该控制信号线需要一个唤醒的上拉电阻以防止连接在该总线上的口是 3 态或者高阻态 (DQ
信号线是在 DS18B20 上)。在该总线系统中,微控制器(主设备)通过每个设备的 64 为序列号来
识别该总线上的设备。因为每个设备都有一个独一无二的序列号,挂在一个总线上的设备理论上
是可以无限个的。在下面的“ 1-Wire 总线系统”章节中包含有 1-Wire 总线协议详细的命令和时序
关系。
DS18B20 的另外一个特性就是可以无需外部电源供电。当数据线 DQ 为高的时候由其为设备
供电。总线拉高的时候为内部电容 (Spp)充电,当总线拉低是由该电容向设备供电。 这种由 1-Wire
总线为设备供电的方式称为“寄生电源” 。此外, DS18B20 也可以由外部电源通过 VDD 供电。
图 1 DS18B20 内部方框图
说明 -温度测量
DS18B20 的核心功能是直接温度 -数字测量。其温度转换可由用户自定义为 9、10、11、12 位
精度分别为 0.5℃、 0.25℃、 0.125℃、0.0625℃分辨率。值得注意的是,上电默认为 12 位转换精
度。 DS18B20 上电后工作在低功耗闲置状态下。主设备必须向 DS18B20 发送温度转换命令 [44h]
才能开始温度转换。温度转换后,温度转换的值将会保存在暂存存储器的温度寄存器中,并且
DS18B20 将会恢复到闲置状态。如果 DS18B20 是由外部供电,当发送完温度转换命令 [44h]后,
主设备可以执行“读数据时序” (请参阅“ 1-Wire 总线系统”章节) ,若此时温度转换正在进行
DS18B20 将会响应“ 0”,若温度转换完成则会响应“ 1”。如果 DS18B20 是由“寄生电源”供电,
该响应的技术将不能使用,因为在整个温度转换期间,总线必须强制拉高。该总线的“寄生电源”
供电方式将会在“ DS18B20 的供电”章节中详细讲解。
DS18B20 的温度输出数据时在摄氏度下校准的;若是在华氏度下应用的话,可以用查表法或
者常规的数据换算。 温度数据以一个 16 位标志扩展二进制补码数的形式存储在温度寄存器中 (详
见图 2)。符号标志位( S)温度的正负极性:正数则 S=0,负数则 S=1。如果 DS18B20 被定义为
12 位的转换精度,温度寄存器中的所有位都将包含有效数据。若为 11 位转换精度,则 bit 0 为未
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定义的。若为 10 位转换精度,则 bit 1 和 bit 0 为未定义的。 若为 9 位转换精度,则 bit 2、bit 1
和 bit 0 为未定义的。表格 1 为在 12 位转换精度下温度输出数据与相对应温度之间的关系表。
图 2 温度寄存器格式
表格 1 温度 /数据对应关系
*上电复位时温度寄存器中的值为 +85℃。
说明 -温度报警
当 DS18B20 完成一次温度转换后,该温度转换值将会与用户定义的温度报警 TH 和 TL 寄存
器(详见图 3)中的值进行比较。符号标志位( S)温度的正负极性:正数则 S=0,负数则 S=1。
过温和低温( TH 和 TL )温度报警寄存器是非易失性的 (EEPROM),所以其可以在设备断电的情
况下保存。过温和低温( TH 和 TL)温度报警寄存器在“寄存器”章节中可以解释为暂存寄存器
的第 2、3 个字节。
图 3 过温和低温( TH 和 TL )温度报警寄存器
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