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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:电源引脚,当采用寄生电源的时候,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,最大转换时间越长


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编码操作,这些命令允许主设备识别每个设备

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来发送一个存在脉冲。

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可以将数据传输到主设备。因此,在主设备中读取临时存储器或供电模式或转换温度或召回EEPROM之后,要及时生成阅读时间,这样DS18B20可将所需数据传输给主设备。

阅读时间分为0和1两种情况,每个阅读时间至少需要60us两个独立阅读时间之间的持续时间至少为1us主设备通过减少总线超过1的恢复时间us完成阅读时间的初始化。(并释放总线,给予控制权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。发送逻辑0后,DS18B20会释放总线,从上拉电阻拉到高电平。DS18B在初始化读期间,15输出数据us所以主设备要在15岁us数据采样在内部进行。

DS18B20 datasheet

标签: 5660传感器复位901030温度传感器902040温度传感器

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