DS18B20的特点（diǎn）:

DS18B20 单线数字（zì）温度传感器，即“一线器件”，其具有独特（tè）的优点：

( 1 )采用单总线的接口方式（shì） 与微处理器（qì）连（lián）接时仅（jǐn）需要一条（tiáo）口线即可实（shí）现微（wēi）处（chù）理器与 DS18B20 的双向通（tōng）讯。单总线具（jù）有经济性（xìng）好，抗干（gàn）扰能（néng）力强，适合于恶劣环境（jìng）的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构（gòu）建引入全新概念。

( 2 )测量温度范围（wéi）宽（kuān），测量精度高 DS18B20 的测量范围为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ; 在（zài） -10~+ 85°C范（fàn）围内，精度（dù）为 ± 0.5°C 。

( 3 )在使用中不需（xū）要任何外（wài）围元件。

( 4 )持多点组网功能 多个 DS18B20 可以并联在（zài）惟一（yī）的单线（xiàn）上，实现多点（diǎn）测（cè）温。

( 5 )供电方（fāng）式灵活 DS18B20 可以通（tōng）过内部寄生电路从数据线上获取电源。因（yīn）此，当数据线上的时序满足一定的要（yào）求时，可以不接外（wài）部（bù）电源，从而使（shǐ）系统结构更趋简单，可（kě）靠（kào）性更高。

( 6 )测量（liàng）参（cān）数可配置 DS18B20 的测量分（fèn）辨率可通过程序设定 9~12 位。

( 7 ) 负压特性（xìng）电源极性接反时，温度（dù）计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

( 8 )掉电保护（hù）功能 DS18B20 内（nèi）部含有 EEPROM ，在系统（tǒng）掉（diào）电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设（shè）定值。

DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小（xiǎo）的封装方式（shì），更宽的电压适用（yòng）范围，适合于构建自（zì）己的（de）经济的测（cè）温系（xì）统（tǒng），因（yīn）此也就被（bèi）设（shè）计者们所（suǒ）青（qīng）睐。

DS18B20内部结构：

  主要由（yóu）4部分（fèn）组成：64 位ROM、温（wēn）度传感器、非挥发的温度报警触发（fā）器TH和TL、配置（zhì）寄存（cún）器。ROM中的（de）64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每（měi）个DS18B20的64位序列号均不相同（tóng）。64位ROM的（de）排的循环冗余（yú）校验码(CRC=X^8+X^5+X^4+1)。 ROM的作用是使每一个DS18B20都各不（bú）相（xiàng）同，这样（yàng）就可（kě）以实现（xiàn）一根总线上挂（guà）接多个DS18B20的（de）目（mù）的。

DS18B20管脚排（pái）列：

1. GND为电源地;

2. DQ为数字信号（hào）输入/输出端（duān）;

3. VDD为外接供电电源输入端(在寄（jì）生电（diàn）源接线（xiàn）方式时接（jiē）地)

 

DS18B20内部构成：

  高速暂存存储器由9个字节（jiē）组成，当温度转换命令（lìng）发（fā）布后（hòu），经转换所得的（de）温度值（zhí）以二字节补码形式存放在（zài）高速暂存存储器的第（dì）0和（hé）第（dì）1个字（zì）节。单（dān）片机可（kě）通过（guò）单（dān）线接口读（dú）到该数据，读取时低（dī）位在前，高（gāo）位（wèi）在后（hòu），对应的温度计算：当符号位S=0时，直接将二进（jìn）制（zhì）位转换（huàn）为十进制;当S=1时，先将补码变为原码（mǎ），再计算（suàn）十进制值。

温度（dù）的低八位数（shù）据 0

温度的高八位数据 1

高温阀值 2

低温（wēn）阀值（zhí） 3

保留 4

保留 5

计数剩余值 6

每（měi）度计数（shù）值 7

CRC 校验 8

DS18B20中的（de）温度传感（gǎn）器完成（chéng）对温度的测量，用16位二进（jìn）制（zhì）形式提供，形式（shì）表达，其中S为符号位（wèi）。

 

例（lì）如（rú）：

+125℃的数字（zì）输出07D0H

(正温度直接把16进（jìn）制（zhì）数转成10进制即得（dé）到（dào）温度值 )

-55℃的（de）数字（zì）输出为 FC90H。

(负温度把得（dé）到的16进制数取反后加1 再转成（chéng）10进制数（shù）)

DS18B20的工作时序：

初始化时序

 

  主机首先发出（chū）一个480-960微秒（miǎo）的低电平（píng）脉冲，然后释（shì）放总线变（biàn）为高电平（píng），并（bìng）在（zài）随（suí）后的480微秒时间内（nèi）对总线进行检测，如果有低电（diàn）平出现（xiàn）说明（míng）总线上（shàng）有器件已做出（chū）应答。若无低（dī）电平（píng）出现一直都是高电平说（shuō）明总线上无器（qì）件（jiàn）应答（dá）。

  做（zuò）为从器件的（de）DS18B20在一上电后就一直在检测总（zǒng）线上是否有（yǒu）480-960微秒的低电平出现（xiàn），如果有（yǒu），在总线转为高电平后等待15-60微（wēi）秒后将（jiāng）总线电（diàn）平拉低60-240微秒（miǎo）做出响应存在脉（mò）冲，告诉主机本（běn）器件已做好（hǎo）准（zhǔn）备。若没有检测到就（jiù）一直在检测（cè）等待。

写操作（zuò）

 

  写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。写周期一开始做为主机先把总线拉低1微秒表示写周（zhōu）期开（kāi）始。随后若主机想（xiǎng）写0，则继续拉低（dī）电平最少60微秒直至写（xiě）周期结束，然后（hòu）释放总（zǒng）线为高电平。若主机想写1，在（zài）一开（kāi）始拉低总（zǒng）线电平1微秒后就释放总线为（wéi）高电平（píng），一直到写周期（qī）结束。而做为从（cóng）机的DS18B20则在检测到总线被拉底后等（děng）待（dài）15微秒然后从15us到45us开始对总线采样，在采样期内总线为高电（diàn）平则为1，若采样期（qī）内（nèi）总（zǒng）线为低（dī）电平（píng）则为0。

读操作

 

  对（duì）于读（dú）数据操作时序也分为读（dú）0时序和读1时（shí）序（xù）两个过程。读时隙是从（cóng）主机把单总线拉低（dī）之后，在1微（wēi）秒（miǎo）之后就得释放（fàng）单总线为（wéi）高电平，以让（ràng）DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒（miǎo）后，便（biàn）开始送出数据，若（ruò）是要（yào）送（sòng）出0就把总线拉为低电平直到读周期（qī）结束。若要送出1则释放总线为高（gāo）电平。主机在一开始拉低（dī）总线1微秒后释放总线（xiàn），然后在包括前面的拉（lā）低总（zǒng）线电平1微秒（miǎo）在内的15微秒时间内（nèi）完成（chéng）对总线进行（háng）采样检测，采样期内总线（xiàn）为低电平则确认（rèn）为0。采样期（qī）内总线为（wéi）高（gāo）电平则（zé）确认为1。完成一个读时序过程（chéng），至少需（xū）要60us才能完成

DS18B20 单（dān）线通信：

DS18B20 单线通信功能是分（fèn）时完成的，他（tā）有严格的时隙（xì）概念，如果出现序列混乱， 1-WIRE 器件将不（bú）响应主机（jī），因此读写时序（xù）很（hěn）重要。系统对 DS18B20 的各种操作（zuò）必（bì）须按协（xié）议进行。根据（jù） DS18B20 的协议规定，微控制器控制 DS18B20 完（wán）成温（wēn）度的转换必须经（jīng）过以下 3个步骤（zhòu） ：

(1)每次读写（xiě）前对 DS18B20 进行复位初始化。复位（wèi）要求（qiú）主 CPU 将（jiāng）数据线下拉（lā） 500us ，然后释放， DS18B20 收到信号后（hòu）等待 16us~60us 左右（yòu），然后发出60us~240us 的存（cún）在低（dī）脉冲，主 CPU 收到（dào）此信（xìn）号后表（biǎo）示复位成功。

(2)发（fā）送一条 ROM 指令（lìng）

 

(3)发送存储器指（zhǐ）令

 

具体操作举例：

现在我们要做的是让（ràng）DS18B20进行一次温度的（de）转换，那具（jù）体的操作就是：

1、主机先作个复位操（cāo）作，

2、主机再写跳过ROM的操作（zuò）(CCH)命令（lìng），

3、然（rán）后主机接着写个转换温度的操作命令，后面释放总线至（zhì）少一秒（miǎo），让DS18B20完（wán）成转换的操（cāo）作。在这里要注（zhù）意（yì）的是每个命令字节在写的时候都是低（dī）字节先写，例如CCH的二进制为11001100，在（zài）写到总线（xiàn）上时要从（cóng）低位开始写，写的顺序是“零（líng）、零、壹（yī）、壹、零（líng）、零、壹、壹（yī）”。整个操作的总线（xiàn）状态如下（xià）图。

 

读取RAM内的温度数据。同样，这个操作也（yě）要接（jiē）照（zhào）三（sān）个步骤。

1、主机发出复位操作并接收DS18B20的应（yīng）答(存在)脉冲。

2、主机（jī）发出跳过对ROM操作的（de）命令(CCH)。

3、主机发出读取（qǔ）RAM的命令（lìng）(BEH)，随后（hòu）主机（jī）依次读取DS18B20发出的从第0一第（dì）8，共九个字节的数据。如果只想读（dú）取（qǔ）温度数（shù）据（jù），那在读（dú）完第（dì）0和第（dì）1个数据后（hòu）就不（bú）再理会（huì）后面DS18B20发出的（de）数据即可。同样读取数（shù）据（jù）也是低（dī）位在前的。整个操作的（de）总线状态如下图：