ds1820

新的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經濟Dallas半導體公司的數字化溫度感測器，擁有一線匯流排獨特而且經濟的特點，使用戶可輕鬆地組建感測器網路，為測量系統的構建引入全新概念。

DS18B20、DS1822“一線匯流排”數字化溫度感測器同DS1820一樣，DS18B20也支持“一線匯流排”介面，測量溫度範圍為-55°C~+125°C，在-10~+85°C範圍內，精度為±0.5°C。DS1822的精度較差為±2°C。現場溫度直接以“一線匯流排”的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性。適合於惡劣環境的現場溫度測量，如：環境控制、設備或過程式控制制、測溫類消費電子產品等。新的產品支持3V~5.5V的電壓範圍，使系統設計更靈活、方便。而且新一代產品更便宜，體積更小。DS18B20、DS1822的特性DS18B20可以程序設定9~12位的解析度，精度為±0.5°C。可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用範圍。解析度設定，及用戶設定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20的性能是新一代產品中最好的！性能價格比也非常出色！DS1822與DS18B20軟體兼容，是DS18B20的簡化版本。省略了存儲用戶定義報警溫度、解析度參數的EEPROM，精度降低為±2°C，適用於對性能要求不高，成本控制嚴格的應用，是經濟型產品。繼“一線匯流排”的早期產品后，DS1820開闢了溫度感測器技術的新概念。DS18B20和DS1822使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構建適合自己的經濟的測溫系統。

DS18B20內部結構主要由四部分組成：

64位光刻ROM、溫度感測器、非揮發的溫度報警觸發器TH和TL、配置寄存器。

DQ為數字信號輸入/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接地）。

光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產品類型標號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最後8位是前面56位的循環冗餘校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現一根匯流排上掛接多個DS18B20的目的。

DS18B20中的溫度感測器可完成對溫度的測量，以12位轉化為例：用16位符號擴展的二進位補碼讀數形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位。

這是12位轉化后得到的12位數據，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進位中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大於0，這5位為0，只要將測到的數值乘於0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小於0，這5位為1，測到的數值需要取反加1再乘於0.0625即可得到實際溫度。

例如+125℃的數字輸出為07D0H，+25.0625℃的數字輸出為0191H，-25.0625℃的數字輸出為FE6FH，-55℃的數字輸出為FC90H。

DS18B20溫度感測器的內部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的E2RAM,後者存放高溫度和低溫度觸發器TH、TL和結構寄存器。

暫存存儲器包含了8個連續位元組，前兩個位元組是測得的溫度信息，第一個位元組的內容是溫度的低八位，第二個位元組是溫度的高八位。第三個和第四個位元組是TH、TL的易失性拷貝，第五個位元組是結構寄存器的易失性拷貝，這三個位元組的內容在每一次上電複位時被刷新。第六、七、八個位元組用於內部計算。第九個位元組是冗餘檢驗位元組。

該位元組各位的意義如下：

TM R1 R0 1 1 1 1 1

第五位一直都是1，TM是測試模式位，用於設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設置解析度，如下表所示：（DS18B20出廠時被設置為12位）

解析度設置表:

R1 R0解析度溫度最大轉換時間

0 0 9位93.75ms

0 1 10位187.5ms

1 0 11位375ms

1 1 12位750ms

根據DS18B20的通訊協議，主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行複位，複位成功后發送一條ROM指令，最後發送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。複位要求主CPU將數據線下拉500微秒，然後釋放，DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發出60～240微秒的存在低脈衝，主CPU收到此信號表示複位成功。

DS1820雖然具有測溫系統簡單、測溫精度高、連接方便、佔用口線少等優點，但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題：

(1)較小的硬體開銷需要相對複雜的軟體進行補償，由於DS1820與微處理器間採用串列數據傳送，因此，在對DS1820進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結果。在使用PL/M、C等高級語言進行系統程序設計時，對DS1820操作部分最好採用彙編語言實現。

(2)在DS1820的有關資料中均未提及單匯流排上所掛DS1820數量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個DS1820，在實際應用中並非如此。當單匯流排上所掛DS1820超過8個時，就需要解決微處理器的匯流排驅動問題，這一點在進行多點測溫系統設計時要加以注意。

(3)連接DS1820的匯流排電纜是有長度限制的。試驗中，當採用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數據將發生錯誤。當將匯流排電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達150m，當採用每米絞合次數更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由匯流排分佈電容使信號波形產生畸變造成的。因此，在用DS1820進行長距離測溫系統設計時要充分考慮匯流排分佈電容和阻抗匹配問題。

(4)在DS1820測溫程序設計中，向DS1820發出溫度轉換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦某個DS1820接觸不好或斷線，當程序讀該DS1820時，將沒有返回信號，程序進入死循環。這一點在進行DS1820硬體連接和軟體設計時也要給予一定的重視。