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DS18B20温度传感器工作原理

管脚描述

综述

访问DS18B20的事件序列

通信时序


管脚描述

VDD:当使用寄生电源时,电源引脚,VDD必须连接到地面

DQ:当使用寄生电源供电时,单总线使用的数据输入/输出同时向设备提供电源

GND:地


综述

①DS18B20片内的ROM中间有独特的64位编码,在后期通信中匹配。最高8位保存了低56位的循环冗余校准值(CRC)

②存储器中有9个字节,第九个字节是前八个字节的循环冗余校准值(CRC)

EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory)指只读存储器的带电可擦可编程

③配置存储器

用户可以通过表格R0和R1的值来配置DS18B20分辨率,默认上电R0=1,R1=1(12位分辨率),分辨率越高需要的最大转换时间最长


访问DS18B20的事件序列

①初始化

单总线上的所有事件都必须从初始化开始,主设备发送复位脉冲,从设备响应中存在脉冲

②ROM命令(跟随任何数据交换请求)

ROM每台设备独特的64位命令ROM编码进行操作的,这些命令可以让主设备识别各个从设备

搜索ROM、读取ROM、匹配ROM、跳过ROM、报警搜索

注:除搜索外ROM除了命令和报警搜索命令,执行这些ROM命令必须返回到初始化的第一步,然后执行功能命令

③DS18B20功能命令(跟随任何数据交换请求)

主设备通过ROM命令确定哪一个DS18B20可以通信后,可以到达DS18B20发送功能命令。

温度转换,写入临时存储器,读取临时存储器,复制临时存储器,召回EEPROM、读取供电模式


DS18B20采用严谨的1-Wire总线通信协议确保数据的完整性。该协议的主要信号形式是:复位脉冲、存在脉冲、写0、写1、读0和读1。主要设备执行除脉冲以外的所有其他信号。

1)初始化程序-复位和脉冲存在

与DS18B所有通信均从初始化序列开始,由主设备启动复位脉冲和DS18B20脉冲组成相应存在。DS18B20相应的脉冲是向主设备显示它在总线上,并准备通信。

初始化期间,主设备通过拉低总线超过480us(480us-960us)来发送(TX)复位脉冲后,主设备释放总线进入接收模式(RX)。当总线释放时,5kΩ当上拉电阻总线拉到高电平时。DS18B20检测到总线上升信号后,等待15us-60us,将总线拉低60us-240us发送存在脉冲。

2)读写时间段

主设备通过写作时间段向DS18B20通过阅读时间段写入数据DS18B20中读取数据。在总线上,每个读写时段只能读写一个位数据。

①写时段

写作时间分为写1和写0两种情况,每个写作时间至少需要60个us持续时间,两个独立持续时间至少为1us恢复时间。写作时间是主设备降低总线进行初始化。

在写作期间,主设备将总线拉低15us释放总线后,总线上的上拉电阻将总线拉到高电平,直到写作时间结束。

写0时,主设备将总线拉低至少60us。

主设备初始化写时间后,DS18B20会在15us-60us对总线进行采样,如果总线是高电平,则逻辑1写入DS18B20中;如果总线是低电平,则逻辑0被写入DS10B20中。

②读时段

只有阅读时间,DS18B20才可以向主设备传送数据。因此,在主设备执行完读取暂存寄存器或读取供电模式或执行完转换温度或召回EEPROM之后,要及时生成读时段,这样DS18B20才可以将所需数据传给主设备。

读时段分为读0和读1两种情况,每个读时段至少需要60us的持续时间,且两个独立的读时段之间至少需要1us的恢复时间,主设备通过拉低总线超1us完成读时段的初始化。(并释放总线,将控制权给DS18B20发数据)

DS18B20通过拉高总线,发送逻辑1;通过拉低总线发送逻辑0。发完逻辑0之后,DS18B20会释放总线,由上拉电阻拉至高电平。因为DS18B20输出数据在初始化读时段内的15us有效,因此主设备要在15us内进行数据采样。

 DS18B20 datasheet

标签: rx20电阻用做什么电路里输入传感器原理

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