DS18B20的特点:

DS18B20 单线数字温度传（chuán）感器，即“一（yī）线器件”，其具有（yǒu）独特的优点（diǎn）：

( 1 )采用单总线的接口方式 与微处理器连接时仅需（xū）要一条口线即可实（shí）现（xiàn）微处理器与 DS18B20 的双向（xiàng）通讯。单总线具有（yǒu）经（jīng）济性好（hǎo），抗干扰能（néng）力强，适合于恶劣（liè）环境（jìng）的现场温度（dù）测量（liàng），使（shǐ）用方便等优点，使（shǐ）用（yòng）户可轻（qīng）松地组建传感器网（wǎng）络，为测量系统的构建引入全新（xīn）概念。

( 2 )测量温度范围宽，测（cè）量精度高 DS18B20 的测量范围（wéi）为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ; 在 -10~+ 85°C范围内，精（jīng）度为 ± 0.5°C 。

( 3 )在使用中不（bú）需要（yào）任（rèn）何外围元件。

( 4 )持多点（diǎn）组网功能（néng） 多个（gè） DS18B20 可（kě）以并（bìng）联（lián）在惟一（yī）的单线上，实现（xiàn）多（duō）点测温。

( 5 )供电方（fāng）式灵活（huó） DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因（yīn）此，当（dāng）数据线上的时序满足（zú）一定的要求（qiú）时，可（kě）以不（bú）接外（wài）部电源，从而使系统（tǒng）结构更趋简单，可（kě）靠性更高（gāo）。

( 6 )测量参数可配（pèi）置 DS18B20 的测（cè）量分辨率可通过程序（xù）设定 9~12 位。

( 7 ) 负（fù）压（yā）特性电源极（jí）性（xìng）接反时（shí），温度计不会因（yīn）发热而烧毁，但不能正常工作。

( 8 )掉电保护功能 DS18B20 内部含有（yǒu） EEPROM ，在系统（tǒng）掉电以后，它仍可保存分（fèn）辨（biàn）率及报警温（wēn）度的设定（dìng）值。

DS18B20 具有体积更（gèng）小、适用电压更宽（kuān）、更经济、可选更（gèng）小的封装方（fāng）式（shì），更宽的电压适用（yòng）范围，适合于构建自己的经济的测（cè）温系统，因此也就被设计者们所（suǒ）青睐。

DS18B20内部结构：

  主（zhǔ）要由（yóu）4部分组（zǔ）成：64 位ROM、温度传（chuán）感器、非挥发的温（wēn）度报警触发器TH和（hé）TL、配置寄存器。ROM中的64位序列号是出厂前（qián）被光刻（kè）好的（de），它可以看作是（shì）该DS18B20的（de）地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同（tóng）。64位ROM的（de）排的循（xún）环冗余校验（yàn）码(CRC=X^8+X^5+X^4+1)。 ROM的作用是（shì）使（shǐ）每一个DS18B20都各不相同，这样（yàng）就可以实（shí）现一根总线上挂（guà）接多个（gè）DS18B20的目的。

DS18B20管脚排列：

1. GND为电源地;

2. DQ为数字信号输入（rù）/输出端（duān）;

3. VDD为外接供（gòng）电电源（yuán）输入端(在寄生电源接线方式时接（jiē）地（dì）)

 

DS18B20内部构成：

  高速暂存存储器由9个字节组成，当温度（dù）转换（huàn）命（mìng）令发布后，经转换（huàn）所得（dé）的（de）温度值以二字（zì）节补（bǔ）码形式存放在（zài）高速暂存存（cún）储器的第（dì）0和第1个字节。单片机可通过单线（xiàn）接口读到该数据，读取时低位（wèi）在（zài）前（qián），高位在后，对（duì）应的（de）温度计算：当符号位S=0时，直接（jiē）将（jiāng）二进制（zhì）位转换为十（shí）进制;当（dāng）S=1时，先（xiān）将补码变为原码，再计算十进制值。

温度的低八位（wèi）数（shù）据（jù） 0

温度的高八位数据 1

高（gāo）温阀值（zhí） 2

低温（wēn）阀值 3

保留 4

保留 5

计数剩余（yú）值 6

每（měi）度计数值 7

CRC 校验（yàn） 8

DS18B20中的（de）温度传感器完成对温度的（de）测量，用16位二进制形（xíng）式提（tí）供，形式表达，其中S为符号（hào）位。

 

例如：

+125℃的（de）数（shù）字输出（chū）07D0H

(正温度（dù）直接（jiē）把16进（jìn）制数转成10进制即得到温度值（zhí） )

-55℃的数字（zì）输出为（wéi） FC90H。

(负温（wēn）度把得到的（de）16进制数取反后（hòu）加1 再转成10进制数)

DS18B20的工作时序：

初始化（huà）时序

 

  主机首先发出一个480-960微秒的（de）低电平（píng）脉冲，然后释放（fàng）总线（xiàn）变为高（gāo）电（diàn）平，并在随后的480微秒时间内对总线进行检测，如（rú）果有低电（diàn）平（píng）出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一（yī）直都是高电平说明总（zǒng）线上无器件应（yīng）答（dá）。

  做为从器件（jiàn）的DS18B20在（zài）一上电后就一直在检测总线上（shàng）是否有480-960微秒（miǎo）的低电平（píng）出现，如果有（yǒu），在总线转为高电平后等待15-60微秒后将总线电平拉低60-240微秒做出（chū）响应存在（zài）脉冲，告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在（zài）检测等待。

写（xiě）操作

 

  写周（zhōu）期最少为（wéi）60微（wēi）秒，最长不超过120微秒（miǎo）。写周期一（yī）开始做为主（zhǔ）机先把总（zǒng）线拉低1微秒（miǎo）表示写周期开始。随后（hòu）若主（zhǔ）机想写（xiě）0，则继续（xù）拉低电平（píng）最少60微秒（miǎo）直至写周（zhōu）期结束，然后释放总（zǒng）线为（wéi）高电平。若（ruò）主机想写1，在一开始拉低总线（xiàn）电（diàn）平1微秒后（hòu）就释放总线为（wéi）高电平（píng），一直到写周（zhōu）期结（jié）束。而做为从机的（de）DS18B20则在检（jiǎn）测（cè）到总线（xiàn）被拉底后（hòu）等待15微秒（miǎo）然（rán）后从15us到45us开（kāi）始对（duì）总线采样，在采样期内总线为高电平则（zé）为1，若采样期内总线为低电平则为0。

读操作

 

  对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序（xù）两个过程。读时隙是（shì）从主机把单总线拉低之后，在1微秒之后就得释放（fàng）单（dān）总线为高电平，以让DS18B20把数据（jù）传输到单（dān）总线上。DS18B20在（zài）检测到总线被（bèi）拉低（dī）1微（wēi）秒后（hòu），便开始送出数据，若是要送出0就把总线拉为低电平直到（dào）读周期结束。若要送（sòng）出1则释放总线为高（gāo）电平。主机在（zài）一（yī）开始拉低总线1微秒后释放总线，然后在包（bāo）括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒（miǎo）时间内完成（chéng）对总（zǒng）线进（jìn）行采样检测，采样期内总线为低电（diàn）平则确认为0。采样期（qī）内总线为（wéi）高电平则确认为1。完成（chéng）一个读时序过程，至少需要（yào）60us才能（néng）完（wán）成

DS18B20 单线通信：

DS18B20 单线通信功能是分时完成（chéng）的，他有（yǒu）严格的时隙概（gài）念，如果出现序列混乱， 1-WIRE 器件将不响应主机，因此读写（xiě）时序很重要。系统（tǒng）对 DS18B20 的各种操作必须按协议进行。根据 DS18B20 的（de）协（xié）议（yì）规定，微控制器控制 DS18B20 完成温度（dù）的转换必须经过以下（xià） 3个步（bù）骤 ：

(1)每次读写前对（duì） DS18B20 进行复（fù）位初始化。复位要求主 CPU 将数据（jù）线下（xià）拉 500us ，然后（hòu）释（shì）放， DS18B20 收（shōu）到信号后等待 16us~60us 左右，然（rán）后发出60us~240us 的（de）存在低脉冲，主 CPU 收到此信号后表示复位成（chéng）功。

(2)发（fā）送一条 ROM 指令

 

(3)发送存储器（qì）指令

 

具体操作举（jǔ）例：

现在我们（men）要做的是让DS18B20进行一次（cì）温度的（de）转换，那具体（tǐ）的操作就是：

1、主机先作个复位操作（zuò），

2、主机再写跳（tiào）过ROM的（de）操作（zuò）(CCH)命令，

3、然后主机接着写个转换温度的（de）操（cāo）作命令，后面释放（fàng）总（zǒng）线至少一秒，让DS18B20完（wán）成转换的操作。在这里（lǐ）要注意的是每个命令字节在写（xiě）的时（shí）候都是低（dī）字节先（xiān）写，例如CCH的二进制为11001100，在写到总线上时（shí）要从低位开始写，写的顺序是“零（líng）、零、壹、壹、零、零（líng）、壹、壹”。整个操作的总线状（zhuàng）态如（rú）下图。

 

读取RAM内的温度数据。同样，这个操（cāo）作也（yě）要接照三个步骤。

1、主机（jī）发出复（fù）位操作并（bìng）接（jiē）收DS18B20的应答(存在)脉冲。

2、主机发（fā）出（chū）跳过对ROM操（cāo）作的命令（lìng）(CCH)。

3、主机发出读取RAM的命令(BEH)，随后主机依次读取DS18B20发出的（de）从第0一第8，共九个字节的数据。如果（guǒ）只（zhī）想读取温度数据（jù），那在读完第0和第1个数据后就不再理会后（hòu）面DS18B20发出的数据即（jí）可（kě）。同样读取（qǔ）数据（jù）也是（shì）低位在前的。整个操作的总线状态如下图：