單線數字溫度傳感器DS18B20的原理與應用
發布時間:2008/6/3 0:00:00 訪問次數:950
    
    
    摘 要:介紹單線數字溫度傳感器ds1820的特性及工作原理,給出了ds1820與89c51單片機接口的應用實例,以及由ds1820組成溫度檢測系統的方法,并給出了對ds1820進行各種操作的軟件流程圖。
    關鍵詞:單線制(1-wire)時隙a/d變換
    美國dallas公司生產的單線數字溫度傳感器ds1820,可把溫度信號直接轉換成串行數字信號供微機處理。由于每片ds1820含有唯一的硅串行數所以在一條總線上可掛接任意多個ds1820芯片。從ds1820讀出的信息或寫入ds1820的信息,僅需要一根口線(單線接口)。讀寫及溫度變換功率來源于數據總線,總線本身也可以向所掛接的ds1820供電,而無需額外電源。ds1820提供九位溫度讀數,構成多點溫度檢測系統而無需任何外圍硬件。
    本文給出了ds1820與89c51單片機接口的應用實例和ds1820組成溫度檢測系統的方法,并給出了對ds1820進行各種操作的軟件流程圖。
    1ds1820的特性
    ·單線接口:僅需一根口線與mcu連接
    ·無需外圍元件
    ·由總線提供電源
    ·測溫范圍為-55℃~75℃,精度為0.5℃
    ·九位溫度讀數
    ·a/d變換時間為200ms
    ·用戶自設定溫度報警上下限,其值是非易失性的
    ·報警搜索命令可識別哪片ds1820超溫度限
    2ds1820引腳及功能
    ds1820的引腳見圖1(pr35封裝)。
    
    
    
    gnd:地;
    dq:數據輸入/輸出腳(單線接口,可作寄生供電);
    vdd:電源電壓。
    3ds1820的工作原理
    ds1820的內部結構如圖2所示。
    
    
    
    由圖2可知,ds1820由三個主要數字器件組成:
    ①64bit閃速rom;②溫度傳感器;③非易失性溫度報警觸發器th和tl。64bit閃速rom的結構如下:
    
    
    
    它既可寄生供電也可由外部5v電源供電。在寄生供電情況下,當總線為高電平時,ds1820從總線上獲得能量并儲存在內部電容上當總線為低電平時,由電容向ds1820供電。
    ds1820的測溫原理:內部計數器對一個受溫度影響的振蕩器的脈沖計數,低溫時振蕩器的脈沖可以通過門電路,而當到達某一設置高溫時振蕩器的脈沖無法通過門電路。計數器設置為-55℃時的值,如果計數器到達0之前,門電路未關閉,則溫度寄存器的值將增加,這表示當前溫度高于-55℃。同時,計數器復位在當前溫度值上,電路對振蕩器的溫度系數進行補償,計數器重新開始計數直到回零。如果門電路仍然未關閉,則重復以上過程。溫度表示值為9bit,高位為符號位,其結構如下:
    
    
    
    820的使用,多采用單片機實現數據采集。處理時,將ds1820信號線與單片機一位口線相連,單片機可掛接多片ds1820,從而實現多點溫度檢測系統。
    系統對ds1820的操作以rom命令和存儲器命令形式出現。
    3.1rom命令代碼及其含義
    ·readrom命令代碼[33h]:如果只有一片ds1820,可用此命令讀出其序列號,若在線ds1820多于一個,將發生沖突。
    ·matchrom命令代碼[55h]:多個ds1820在線時,可用此命令匹配一個給定序列號的ds1820,此后的命令就針對該ds1820。
    ·skiprom命令代碼[cch]:此命令執行后的存儲器操作將針對在線的所有ds1820。
    ·searchrdh命令代碼[f0h]:用以讀出在線的ds1820的序列號。
    ·alarmsearch命令代碼[ech]:當溫度值高于th或低于tl中的數值時,此命令可以讀出
    
    
    摘 要:介紹單線數字溫度傳感器ds1820的特性及工作原理,給出了ds1820與89c51單片機接口的應用實例,以及由ds1820組成溫度檢測系統的方法,并給出了對ds1820進行各種操作的軟件流程圖。
    關鍵詞:單線制(1-wire)時隙a/d變換
    美國dallas公司生產的單線數字溫度傳感器ds1820,可把溫度信號直接轉換成串行數字信號供微機處理。由于每片ds1820含有唯一的硅串行數所以在一條總線上可掛接任意多個ds1820芯片。從ds1820讀出的信息或寫入ds1820的信息,僅需要一根口線(單線接口)。讀寫及溫度變換功率來源于數據總線,總線本身也可以向所掛接的ds1820供電,而無需額外電源。ds1820提供九位溫度讀數,構成多點溫度檢測系統而無需任何外圍硬件。
    本文給出了ds1820與89c51單片機接口的應用實例和ds1820組成溫度檢測系統的方法,并給出了對ds1820進行各種操作的軟件流程圖。
    1ds1820的特性
    ·單線接口:僅需一根口線與mcu連接
    ·無需外圍元件
    ·由總線提供電源
    ·測溫范圍為-55℃~75℃,精度為0.5℃
    ·九位溫度讀數
    ·a/d變換時間為200ms
    ·用戶自設定溫度報警上下限,其值是非易失性的
    ·報警搜索命令可識別哪片ds1820超溫度限
    2ds1820引腳及功能
    ds1820的引腳見圖1(pr35封裝)。
    
    
    
    gnd:地;
    dq:數據輸入/輸出腳(單線接口,可作寄生供電);
    vdd:電源電壓。
    3ds1820的工作原理
    ds1820的內部結構如圖2所示。
    
    
    
    由圖2可知,ds1820由三個主要數字器件組成:
    ①64bit閃速rom;②溫度傳感器;③非易失性溫度報警觸發器th和tl。64bit閃速rom的結構如下:
    
    
    
    它既可寄生供電也可由外部5v電源供電。在寄生供電情況下,當總線為高電平時,ds1820從總線上獲得能量并儲存在內部電容上當總線為低電平時,由電容向ds1820供電。
    ds1820的測溫原理:內部計數器對一個受溫度影響的振蕩器的脈沖計數,低溫時振蕩器的脈沖可以通過門電路,而當到達某一設置高溫時振蕩器的脈沖無法通過門電路。計數器設置為-55℃時的值,如果計數器到達0之前,門電路未關閉,則溫度寄存器的值將增加,這表示當前溫度高于-55℃。同時,計數器復位在當前溫度值上,電路對振蕩器的溫度系數進行補償,計數器重新開始計數直到回零。如果門電路仍然未關閉,則重復以上過程。溫度表示值為9bit,高位為符號位,其結構如下:
    
    
    
    820的使用,多采用單片機實現數據采集。處理時,將ds1820信號線與單片機一位口線相連,單片機可掛接多片ds1820,從而實現多點溫度檢測系統。
    系統對ds1820的操作以rom命令和存儲器命令形式出現。
    3.1rom命令代碼及其含義
    ·readrom命令代碼[33h]:如果只有一片ds1820,可用此命令讀出其序列號,若在線ds1820多于一個,將發生沖突。
    ·matchrom命令代碼[55h]:多個ds1820在線時,可用此命令匹配一個給定序列號的ds1820,此后的命令就針對該ds1820。
    ·skiprom命令代碼[cch]:此命令執行后的存儲器操作將針對在線的所有ds1820。
    ·searchrdh命令代碼[f0h]:用以讀出在線的ds1820的序列號。
    ·alarmsearch命令代碼[ech]:當溫度值高于th或低于tl中的數值時,此命令可以讀出