DS18B20技术手册及汇编程序

### DS18B20 数字温度传感器技术手册与应用详解 #### 一、概述 DS18B20是一款高性能的数字温度传感器，具备独特的单线通信接口，能够在简单的多点分布应用中发挥重要作用。它不仅支持通过数据线直接供电，还具有零待机功耗的特点，适用于广泛的温度测量应用场景。 #### 二、特性介绍 - **单线接口**：DS18B20仅需一个端口引脚进行通信，简化了硬件设计。 - **多点分布**：支持多个DS18B20设备连接在同一总线上，便于构建复杂的温度监控网络。 - **无需外部器件**：减少了外部组件的需求，降低了成本。 - **数据线供电**：可以通过数据线获取所需的电力，提高了灵活性。 - **低功耗**：在待机状态下功耗几乎为零，适合电池供电的应用场景。 - **宽温度范围**：测温范围为-55°C至+125°C（华氏-67°F至+257°F），精度为0.5°C（或0.9°F）。 - **数字温度输出**：以9位数字量形式输出温度值，转换时间为200毫秒（典型值）。 - **用户可定义报警**：支持用户自定义非易失性温度报警阈值，通过报警搜索命令可以快速定位超过设定阈值的传感器。 #### 三、引脚说明 DS18B20采用16脚SSOP封装，其主要引脚功能如下： - **GND**（接地）：接地引脚。 - **DQ**（数据输入/输出）：用于单线通信的数据线，支持漏极开路模式。 - **VDD**（可选电源引脚）：用于连接外部电源，当采用寄生电源模式时，此引脚应接地。 #### 四、工作原理 DS18B20通过单线接口与微处理器进行通信，支持两种供电模式：寄生电源模式和外部电源模式。在寄生电源模式下，DS18B20通过数据线获取所需电力，并在信号线处于高电平时储存能量，在信号线处于低电平时消耗储存的能量；而在外部电源模式下，则需要通过VDD引脚提供稳定的5V电源。 #### 五、ROM操作协议 为了实现与DS18B20的有效通信，需要遵循ROM操作协议，该协议包含以下几种操作命令： - **读ROM**：读取每个DS18B20设备唯一的64位激光ROM地址。 - **匹配ROM**：用于选择特定的DS18B20设备进行通信。 - **搜索ROM**：用于检测并识别总线上所有连接的DS18B20设备。 - **跳过ROM**：忽略ROM地址检查，直接进行后续操作。 - **报警搜索**：用于查找并标记超出预设温度阈值的DS18B20设备。 完成ROM操作后，可进一步执行存储器和控制操作，如温度转换、读取暂存器内容等。 #### 六、寄生电源模式 寄生电源模式是DS18B20的一项重要特性，允许设备在没有外部电源的情况下正常工作。但在温度转换过程中，为了确保精度，需要通过I/O线提供足够的电流。这可以通过两种方式实现： 1. **强上拉模式**：在温度转换期间，将I/O线直接连接到电源，以确保充足的电流供应。 2. **外部电源模式**：通过VDD引脚提供外部电源，此时GND引脚必须接地。这种方式下，即使在高温环境下，DS18B20也能稳定工作。 #### 七、应用场景 DS18B20广泛应用于各种需要精确温度控制和监测的场合，例如： - **智能家居系统**：监控室内温度，实现自动化调节。 - **工业自动化**：用于过程控制和环境监测，确保生产过程的安全性和效率。 - **医疗设备**：用于体温监测和其他医疗应用。 - **科研仪器**：作为实验室温度测量工具，确保实验结果的准确性。 #### 八、结论 DS18B20以其独特的单线通信技术和灵活的供电方式，在温度监测领域展现出卓越的性能和广泛的适用性。无论是简单的家庭应用还是复杂的工业自动化系统，DS18B20都能够提供准确可靠的温度数据，成为现代智能温度控制系统中不可或缺的一部分。