數(shù)字溫度傳感器探頭高精度探測(cè)反應(yīng)快 DS18B20數(shù)字溫度傳感器

DS18B20數(shù)字溫度傳感器 說明

DS18B20數(shù)字溫度傳感器提供9-12位攝氏度溫度測(cè)量數(shù)據(jù)，可編程非易失存儲(chǔ)器設(shè)置溫度監(jiān)測(cè)的上限和下限，提供溫度報(bào)警。DS18B20通過1-Wire®總線通信，只需要一條數(shù)據(jù)線 (和地線) 即可與處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。器件可以工作在-55°C至+125°C范圍，在-10°C至+85°C范圍內(nèi)測(cè)量精度為±0.5°C。此外，DS18B20還可以直接利用數(shù)據(jù)線供電 (寄生供電)，無需外部電源。

每個(gè)DS18B20具有*的64位序列號(hào)，從而允許多個(gè)DS18B20掛接在同一條1-Wire總線?？梢苑奖愕夭捎靡粋€(gè)微處理器控制多個(gè)分布在較大區(qū)域的DS18B20。該功能非常適合HVAC環(huán)境控制、樓宇/大型設(shè)備/機(jī)器/過程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)內(nèi)部的溫度測(cè)量等應(yīng)用。

一、產(chǎn)品概述

由美國DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20型單線智能溫度傳感器,屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器，可把溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理。采用嚴(yán)格的焊接及封裝等工藝，提高了測(cè)量精度，延長(zhǎng)了使用壽命。

二、參數(shù)介紹

工作電源電壓（V）:DC 3～5V

測(cè)溫分辨率（%）:+0.06%

工作溫度范圍（℃）:-50℃~ +125℃

測(cè)量數(shù)據(jù)傳送方式: 9～12位數(shù)字量串行傳送

輸出線連接方式: 黑色：GND   黃色：DATA    紅色：VDD+

三、產(chǎn)品應(yīng)用

1、該產(chǎn)品適用于冷凍庫，糧倉，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測(cè)溫和控制領(lǐng)域軸瓦，

2、缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制

3、汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。

4、供熱/制冷管道熱量計(jì)量，*空調(diào)分戶熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和控制.

四、具體分部領(lǐng)域：溫度傳感器，溫控典型應(yīng)用場(chǎng)景，集成電路傳感器，測(cè)溫器，感溫器，數(shù)字溫度傳感器，糧情測(cè)溫，無線測(cè)溫，智能冷藏柜，機(jī)房測(cè)溫，實(shí)驗(yàn)室測(cè)溫，咖啡機(jī)控制板，電吹風(fēng)控制板，溫度記錄儀，智能溫控器。

我公司生產(chǎn)的溫度探頭全部采用美國美信公司*DS18B20芯片,質(zhì)量保證。優(yōu)質(zhì)304不銹鋼管封裝 ，強(qiáng)防水， 防潮，防性能腐蝕性能，常用規(guī)格有6*50MM，線耳孔固定型外殼,塑料殼等，特別規(guī)格外型的殼體可定制。傳感器內(nèi)部采用進(jìn)口傳感器環(huán)氧樹脂封膠，高導(dǎo)熱，高防水性能。傳感器線材采用國標(biāo)24#線芯護(hù)套線，常規(guī)線長(zhǎng)一 米。多種線型可選，高低溫線都有，線長(zhǎng)可任意定制。常規(guī)常年有庫存。

詳細(xì)資料請(qǐng)來電索備！多款外型產(chǎn)品供你選擇，特殊產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)及尺寸(可根據(jù)客戶實(shí)際需求定做),物美價(jià)廉，質(zhì)量保證！

歡迎加工定制：

種類：溫度

材料：聚合物

材料物理性質(zhì)、半導(dǎo)體

材料晶體結(jié)構(gòu)：多晶

制作工藝：集成

輸出信號(hào)：數(shù)字型

防護(hù)等級(jí)：IP68

靈敏度：3S

漂移：0.1%

五、DS18B20 常見問題問答

DS18B20：原理框圖

六、關(guān)鍵特性：

1、*的1-Wire®接口僅占用一個(gè)通信端口

2、內(nèi)置溫度傳感器和EEPROM減少外部元件數(shù)量

3、測(cè)量溫度范圍：-55°C至+125°C (-67°F至+257°F)

4、-10°C至+85°C溫度范圍內(nèi)測(cè)量精度為±0.5°C

5、9位至12位可編程分辨率

6、無需外部元件

7、寄生供電模式下只需要2個(gè)操作引腳(DQ和GND)

8、多點(diǎn)通信簡(jiǎn)化分布式溫度測(cè)量

9、每個(gè)器件具有*的64位序列號(hào)，存儲(chǔ)在器件ROM內(nèi)

10、用戶可靈活定義溫度報(bào)警門限，通過報(bào)警搜索指令找到溫度超出門限的器件

11、提供8引腳SO(150 mils)、8引腳μSOP、3引腳TO-92封裝

數(shù)字溫度傳感器探頭高精度探測(cè)反應(yīng)快 DS18B20數(shù)字溫度傳感器 規(guī)格

型號(hào):DS18B20+ 
產(chǎn)品種類: 數(shù)字可編程邏輯芯片
精度: +/- 0.5 C
電源電壓-小: 3 V
電源電壓-大: 5.5 V
接口類型: 單線
分辨率: 9-12 bit
大工作溫度: + 125 ℃

封裝: TO-92-3
工作電源電流: 1.5 mA
工廠包裝數(shù)量: 2000

包裝方式：袋裝B
單位重量: 200mg

• ·      檢測(cè)溫度范圍為-55°C ~+125°C(-67°F~+257°F)
• ·      內(nèi)置EEPROM,限溫報(bào)警功能.
• ·      64位光刻ROM,內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào),方便多機(jī)掛接.
• ·      多樣封裝形式,適應(yīng)不同硬件系統(tǒng).

DS18B20封裝結(jié)構(gòu)圖

DS18B20引腳定義：

    (1)DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；
    (2)GND為電源地；
    (3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。

三、DS18B20工作原理

    DS18B20的讀寫時(shí)序和測(cè)溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s減為750ms。 DS18B20測(cè)溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。

DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件：

    （1）光刻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。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻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。

    （2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：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。

    這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于0，這5位為0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度。

    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。

    （3）DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器

    DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。

    （4）配置寄存器

該字節(jié)各位的意義如下：

    低五位一直都是"1"，TM是測(cè)試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式。在DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動(dòng)。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位）

四、 高速暫存存儲(chǔ)器

    高速暫存存儲(chǔ)器由9個(gè)字節(jié)組成，其分配如表5所示。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第0和第1個(gè)字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如表1所示。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí)，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計(jì)算十進(jìn)制值。表?2是對(duì)應(yīng)的一部分溫度值。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)。

    根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，當(dāng)DS18B20收到信號(hào)后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。

五、DS18B20的應(yīng)用電路

    DS18B20測(cè)溫系統(tǒng)具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。下面就是DS18B20幾個(gè)不同應(yīng)用方式下的測(cè)溫電路圖：

    [1]、DS18B20寄生電源供電方式電路圖

    如下面圖4所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號(hào)線上汲取能量：在信號(hào)線DQ處于高電平期間把能量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。
   
    *的寄生電源方式有三個(gè)好處：
    
    1）進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫時(shí)，無需本地電源
    2）可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM
    3）電路更加簡(jiǎn)潔，僅用一根I/O口實(shí)現(xiàn)測(cè)溫

    要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個(gè)DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個(gè)溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，只靠4.7K上拉電阻就無法提供足夠的能量，會(huì)造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差*。
    因此，圖4電路只適應(yīng)于單一溫度傳感器測(cè)溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。并且工作電源VCC必須保證在5V，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會(huì)使溫度誤差變大。

    注：站長(zhǎng)曾經(jīng)就此電路做過實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，降低電源電壓VCC，當(dāng)?shù)陀?.5V時(shí)，測(cè)出的溫度值比實(shí)際的溫度高，誤差較大。。。當(dāng)電源電壓降為4V時(shí)，溫度誤差有3℃之多，這就應(yīng)該是因?yàn)榧纳娫醇橙∧芰坎粔蛟斐傻陌?，因此，站長(zhǎng)建議大家在開發(fā)測(cè)溫系統(tǒng)時(shí)不要使用此電路。

    [2]、DS18B20寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖

    改進(jìn)的寄生電源供電方式如下面圖5所示，為了使DS18B20在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到E2存儲(chǔ)器操作時(shí)，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到E2存儲(chǔ)器或啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在多10μS內(nèi)把I/O線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。在強(qiáng)上拉方式下可以解決電流供應(yīng)不走的問題，因此也適合于多點(diǎn)測(cè)溫應(yīng)用，缺點(diǎn)就是要多占用一根I/O口線進(jìn)行強(qiáng)上拉切換。

    注意：在圖4和圖5寄生電源供電方式中，DS18B20的VDD引腳必須接地

    [3]、DS18B20的外部電源供電方式

    在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時(shí)I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85℃。

    外部電源供電方式是DS18B20的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗*力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。站長(zhǎng)*大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC降到3V時(shí)，依然能夠保證溫度量精度。


六、DS1820使用中注意事項(xiàng)

    DS1820雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題：

    1) 較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì)DS1820進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級(jí)語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)DS1820操作部分采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。

    2) 在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820超過8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。

    3) 連接DS1820的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長(zhǎng)度超過50m時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻摹Ｒ虼?，在用DS1820進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。

    4) 在DS1820測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號(hào)，一旦某個(gè)DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。

 測(cè)溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對(duì)線接地線與信號(hào)線，另一組接VCC和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。