（完整版）DS18B20的工作原理

DS18B20的工作原理：

DS18B20单线数字温度传感器是DALLAS半导体公司开发的适配微处理器的智能温度传感器。它具有3脚TO-92小体积封装形式。温度测量范围为-55℃--+125℃，可进行9-12位的编程，分辨率可达0.0625。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。工作电压支持3V-5.5V，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少。

DS18B20采用3脚TO-92封装，引脚排列如图：

DQ：数字信号端；GND：电源地；VDD：电源输入端

DS18B20的内部框图如图：

主要由寄生电源、64位激光ROM与单线接口、温度传感器、高速暂存器、触发寄存器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器组成。

测温电路原理：

低温度系数振荡器用于产生稳定的频率f，振荡频率受温度的影响很小，高温度系数振荡器将被测温度转化成频率信号，随温度变化其振荡频率明显改变。图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度振荡器产生的时钟脉冲进行计数，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、温度寄存器中。在计数门关闭之前若计数器已减至零，温度寄存器中的数值就增加0.5℃。然后，计数器依斜率累加器的状态置入新的数值，再对时钟计数，然后减至零，温度寄存器值又增加0.5℃。只要计数门仍未关闭，就重复上诉过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。

温度传感器的应用背景：

当今社会已经完全进入了电子信息化，温度控制器在各行各业中已经得到了充分的利用。具有对温度进行实时监控的功能，保证机器，测量仪器等等的正常运坐，他最大的特点是能实时监控周围温度的高低，并能同时控制电机运作来改变温度。现阶段运用于国内大部分家庭，系统效率越来越高，成本也越来越低。并可以根据其性质进行相应的改进运用于不同场合进行温度监测控制，比如仓库里、汽车里、电脑等等，带来大量的经济效益。可广泛应用于城市、农村、各种工业生产，在一定情况下也可以用于太阳能、锅炉及对温度敏感的产业的自动控制和温度报警，是实现无人值守的理想产品，市场极为广阔，需求量大。并且使用寿命长，适用范围广，安装及其容易。

智能风扇的应用：

传统的风扇大部分只有手动调速，再加一个定时器，功能单一。往往也存在一些隐患，如人们常常离开后忘记关闭风扇，浪费电且容易引发火灾，长时间工作还容易损坏电器。在如前半夜温度高，电风扇调的风速较高，但到了后半夜，温度下降，风速不会随气温变化，容易着凉，智能风扇的出现就能对环境进行检测，能随温度的变化而改变风速。

温度传感器的选择方案：

方案1：热敏电阻。

采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度的测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性比较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。而且在温度测量系统中，是采用单片温度传感器，比如AD590,LM35等，但这些芯片输出的都是模拟信号，必须经过A/D转化后才能送给计算机，这样就使得测温装置的结构较复杂，另外，这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器，不能进行多点测量，即使能实现，也要用到复杂的算法，一定程度上增加了软件实现的难度

方案2：DS18B20

DS18B20温度传感器是以9位数字量的形式反映器件的温度值，DS18B20通过一个单线接口发送或接受信息，因此在中央微处理器和DS18B20之间仅需一条连线（加上地线），用于读写和温度转化的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。它可以直接将模拟信号转化为数字信号，降低了电路的复杂程度，提高电路的运行质量。

综上，选择了方案2进行温度测量。

DS18B20的一般操作过程：

1：初始化

2：跳过ROM（命令CCH）

3：温度变换（命令44H）

4：读暂存存储器；

（每次读取温度都要经过上面4个过程）

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/0d97387e094c2e3f5727a5e9856a561252d32180.html