DS18b20温度传感器如何测量温度?（操作方法和电路）

　　DS18B20 是美国DALLAS 半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12 位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms 和750 ms 内完成9 位和12 位的数字量，并且从DS18B20 读出的信息或写入DS18B20 的信息仅需要一根口线（单线接口） 读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20 可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换给用户时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820 有了很大的改进，带来了更方便的使用和更令人满意的效果。

　　DS18B20测温工作原理：

　　温度传感器DS18B20中，低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定。

　　每次测量前，首先将-55 ℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55 ℃所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图2中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值，这就是DS18B20的测温原理。

　　DS18B20的核心功能是直接温度-数字测量。其温度转换可由用户自定义为9、10、11、12位精度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃分辨率。值得注意的是，上电默认为12位转换精度。DS18B20上电后工作在低功耗闲置状态下。主设备必须向DS18B20发送温度转换命令［44h］才能开始温度转换。温度转换后，温度转换的值将会保存在暂存存储器的温度寄存器中，并且DS18B20将会恢复到闲置状态。如果DS18B20是由外部供电，当发送完温度转换命令［44h］后，主设备可以执行“读数据时序”。若此时温度转换正在进行DS18B20将会响应“0”，若温度转换完成则会响应“1”。如果DS18B20是由“寄生电源”供电，该响应的技术将不能使用，因为在整个温度转换期间，总线必须强制拉高。

　　DS18B20的温度输出数据时在摄氏度下校准的；若是在华氏度下应用的话，可以用查表法或者常规的数据换算。温度数据以一个16位标志扩展二进制补码数的形式存储在温度寄存器中（详见图2）。符号标志位（S ）温度的正负极性：正数则S=0，负数则S=1。如果DS18B20被定义为12位的转换精度，温度寄存器中的所有位都将包含有效数据。若为11位转换精度，则bit 0为未。

　　DS18B20工作过程

　　DS18B20控制方法（DS18B20有六条控制命令）：

　　温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换

　　读暂存器 BEH 读暂存器9位二进制数字

　　写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节

　　复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中

　　重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节

　　读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU

　　Void delay_18B20（us）

　　{

　　While（us--）;

　　}

　　1. 初始化

　　（1） 先将数据线置高电平“1”。

　　（2） 延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点）

　　（3） 数据线拉到低电平“0”。

　　（4） 延时750微秒（该时间的时间范围可以从480到960微秒）。

　　（5） 数据线拉到高电平“1”。

　　（6） 延时等待（如果初始化成功则在15到60微妙时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。

　　（7） 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（5）步的时间算起）最少要480微秒。

　　（8） 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。

　　void ds1820rset（） //ds1820复位

　　{

　　DQ = 1; //DQ复位

　　delay_18B20（4）; //延时

　　DQ = 0; //DQ拉低

　　delay_18B20（100）; //精确延时大于480us

　　DQ = 1; //拉高

　　delay_18B20（40）;

　　}

　　2. 写数据操作

　　（1） 数据线先置低电平“0”。

　　（2） 延时确定的时间为15微秒。

　　（3） 按从高位到低位的顺序发送字节（一次只发送一位）。D7到D0的次序

　　（4） 延时时间为45微秒。

　　（5） 将数据线拉到高电平。

　　（6） 重复上（1）到（6）的操作直到所有的字节全部发送完为止。

　　（7） 最后将数据线拉高。

　　void ds1820wrdata（uchar wdata） /*写数据*/

　　{

　　unsigned char I，temp=0x00;

　　for （i=8;i》0;i--）

　　{ DQ=0;

　　delay_18B20（15）

　　temp=1《《i-1;

　　DQ=wdata&temp;

　　delay_18B20（45）;

　　DQ=1;

　　}

　　}

　　3. 读数据操作

　　（1）将数据线拉高“1”。

　　（2）延时2微秒。

　　（3）将数据线拉低“0”。

　　（4）延时3微秒。

　　（5）将数据线拉高“1”。

　　（6）延时5微秒。

　　（7）读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。

　　（8）延时60微秒。

　　读一位二进制数

　　bit ds_read_bit（void）

　　{

　　bit dat;

　　DQ=0;

　　delay_18B20（2）;

　　DQ=1;

　　delay_18B20（3）;

　　dat=DQ;

　　delay_18B20（100）;

　　return（dat）;

　　}

　　读一个字节，8位二进制数

　　uchar ds1820readdata（） //读数据

　　{

　　unsiged char i，j，value=0;

　　for（i=0;i《8;i++）

　　{

　　j=ds_read_bit（）;

　　value |=j《《7-i;

　　}

　　return（value）;

　　}

DS18b20测量温度电路图

 

　　上图是MC430F14板上的DS18B20电路图

　　DS18B20应用电路 Ds1820_Bus = 0; //产生下降沿，进入写时序（15us内送上数据）

　　Ds1820_Bus = data_1820&0x01; //从低位开始送数

　　Delay_X15us（3）;//延时45us，保证18b20采样到数据

　　Ds1820_Bus = 1; //拉高电平完成送数

　　Delay_X15us（1）;//连续送数要间隔至少1us（这里15us）

　　data_1820》》=1;//移位

基于STM32F103CB的DS18B20温控系统

　　STM32F103CB微处理器模块是整个温控系统的核心模块，主要功能是实时处理数字温度传感器DS18B20采集到的温度信息，并将得到的温度信息值与模糊PID控制器设定控制输出曲线进行实时对比得出需要输出的控制信号量;产生输出控制PWM波信号和通过232通讯传输给上位机实时监控显示。