DSB中英文數(shù)據(jù)手冊(cè)

1、DS18B20可編程分辨率的單總線.數(shù)字溫度計(jì)特征獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊 每個(gè)器件有唯一的64位的序列號(hào)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中 簡單的多點(diǎn)分布式測溫應(yīng)用無需外部器件 可通過數(shù)據(jù)線供電。供電范圍為3.0V到5.5V 測溫范圍為-55+ 125 C （ 67+ 257 T） 在一10+ 85 C范圍內(nèi)精確度為土 5 C 溫度計(jì)分辨率可以被使用者選擇為912位 最多在750ms內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件 與DS1822兼容的軟件 應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測系統(tǒng)引腳排列

2、說明DS18B20數(shù)字溫度計(jì)提供9至12位的攝氏溫度測量，并具有易失性的用戶可編程觸發(fā)點(diǎn)的上 限和下限報(bào)警功能。DS18B20單總線通信按定義只需要一條數(shù)據(jù)線（和地線）與中央微處理 器進(jìn)行通信。它具有工作溫度范圍 55 C + 125 C和準(zhǔn)確0.5 C范圍-10 C + 85 C.此外， DS18B20可以導(dǎo)出功率直接從數(shù)據(jù)線（ 寄生蟲”，消除了外部電源需要。每個(gè)DS18B20都有一個(gè)唯一的64位串行碼，它允許多個(gè)DS18B20在同一根總線功能。因此, 它是用一個(gè)簡單的微處理器控制，大面積分布的許多DS18B20s。應(yīng)用程序可以受益于這個(gè)功能包括空調(diào)環(huán)境控制，建筑物內(nèi)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)備，或

3、機(jī)械，和過程監(jiān)控控制系統(tǒng)。 詳細(xì)的引腳說明表18引腳SOIC封 裝*TO-9封裝符號(hào)說明51GND接地。42DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引 腳。對(duì)于單線操 作：漏極開路。當(dāng)工作 在寄生電源模式 時(shí)用來提供電源（建“寄生電源”節(jié)）。33VDD可選的VDD引 腳。工作與寄生電 源模式時(shí)VDD必須接 地。概覽圖1是表示DS18B20的方框圖，表1已經(jīng)給出了引腳說明。64位只讀存儲(chǔ)器儲(chǔ)存器件的 唯一片序列號(hào)。高速暫存器含有兩個(gè)字節(jié)的溫度寄存器，這兩個(gè)寄存器用來存儲(chǔ)溫度傳感器 輸出的數(shù)據(jù)。除此之外，高速暫存器提供一個(gè)直接的溫度報(bào)警值寄存器（TH和TL），和一個(gè)字節(jié)的的配置寄存器。配置寄存器允許用戶將溫度的精度設(shè)定

4、為 9，10，11或12位。TH,TL 和配置寄存器是非易失性的可擦除程序寄存器（EEPROM ），所以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在器件掉電時(shí) 不會(huì)消失。DS18B20通過達(dá)拉斯公司獨(dú)有的單總線協(xié)議依靠一個(gè)單線端口通訊。當(dāng)全部器件經(jīng)由一個(gè)3態(tài)端口或者漏極開路端口（ DQ引腳在DS18B20上的情況下）與總線連接的時(shí)候，控制線需要 連接一個(gè)弱上拉電阻。在這個(gè)總線系統(tǒng)中，微控制器（主器件）依靠每個(gè)器件獨(dú)有的64位片序列號(hào)辨認(rèn)總線上的器件和記錄總線上的器件地址。由于每個(gè)裝置有一個(gè)獨(dú)特的片序列碼，總線可以連接的器件數(shù)目事實(shí)上是無限的。單總線協(xié)議，包括指令的詳細(xì)解釋和“時(shí)序”見單總線系統(tǒng)節(jié)。DS18B20的另一個(gè)功能是

5、可以在沒有外部電源供電的情況下工作。當(dāng)總線處于高電平狀態(tài)， DQ與上拉電阻連接通過單總線對(duì)器件供電。同時(shí)處于高電平狀態(tài)的總線信號(hào)對(duì)內(nèi)部電容（Cpp）充電，在總線處于低電平狀態(tài)時(shí)，該電容提供能量給器件。這種提供能量的形式被 稱為“寄生電源”。作為替代選擇，DS18B20同樣可以通過VDD引腳連接外部電源供電。DS18B20方框圖圖1測溫操作DS18B20的核心功能是它的直接讀數(shù)字的溫度傳感器。溫度傳感器的精度為用戶可編程的9，10，11 或 12 位，分別以 0.5 C，0.25 C，0.125 C和 0.0625 C增量遞增。在上電狀態(tài)下默認(rèn)的精度為12位。DS18B20啟動(dòng)后保持低功耗等待狀

6、態(tài)；當(dāng)需要執(zhí)行溫度測量和AD轉(zhuǎn)換時(shí)，總線控制器必須發(fā)出44h命令。在那之后，產(chǎn)生的溫度數(shù)據(jù)以兩個(gè)字節(jié)的形式被存儲(chǔ)到高速暫存器的溫度寄存器中，DS18B20繼續(xù)保持等待狀態(tài)。當(dāng)DS18B20由外部電源供電時(shí)，總線控制器在溫度轉(zhuǎn)換指令之后發(fā)起“讀時(shí)序”（見單總線系統(tǒng)節(jié)），DS18B20正在溫度轉(zhuǎn)換中返回0,轉(zhuǎn)換結(jié)束返回1。如果DS18B20由寄 生電源供電，除非在進(jìn)入溫度轉(zhuǎn)換時(shí)總線被一個(gè)強(qiáng)上拉拉高，否則將不會(huì)由返回值。寄生電 源的總線要求在DS18B20供電節(jié)詳細(xì)解釋。報(bào)警操作信號(hào)DS18B20完成一次溫度轉(zhuǎn)換后，就拿溫度值與和存儲(chǔ)在 TH和TL中一個(gè)字節(jié)的用 戶自定義的報(bào)警預(yù)置值進(jìn)行比較。標(biāo)志位

7、（S）指出溫度值的正負(fù)：正數(shù)S=0,負(fù)數(shù)S=1。TH 和TL寄存器是非易失性的，所以它們?cè)诘綦姇r(shí)仍然保存數(shù)據(jù)。在存儲(chǔ)器節(jié)將解釋TH和TL是怎么存入高速暫存器的第2和第3個(gè)字節(jié)的。TH和TL寄存器格式圖3當(dāng)TH和TL為8位寄存器時(shí)，4位溫度寄存器中的11個(gè)位用來和TH、TL進(jìn)行比較。如果測得的溫度高于TH或低于TL，報(bào)警條件成立，DS18B20內(nèi)部就會(huì)置位一個(gè)報(bào)警 標(biāo)識(shí)。每進(jìn)行一次測溫就對(duì)這個(gè)標(biāo)識(shí)進(jìn)行一次更新；因此，如果報(bào)警條件不成立了，在下一 次溫度轉(zhuǎn)換后報(bào)警標(biāo)識(shí)將被移去?？偩€控制器通過發(fā)出報(bào)警搜索命令ECh檢測總線上所有的DS18B20報(bào)警標(biāo)識(shí)。任何置位報(bào) 警標(biāo)識(shí)的DS18B20將響應(yīng)這條命

8、令，所以總線控制器能精確定位每一個(gè)滿足報(bào)警條件的 DS18B20。如果報(bào)警條件成立，而TH或TL的設(shè)置已經(jīng)改變，另一個(gè)溫度轉(zhuǎn)換將重新確認(rèn)報(bào)警條件。DS18B20 供電DS18B20可以通過從VDD引腳接入一個(gè)外部電源供電，或者可以工作于寄生電源模式，該模式允許DS18B20工作于無外部電源需求狀態(tài)。寄生電源在進(jìn)行遠(yuǎn)距離測溫時(shí)是非常有用的。 寄生電源的控制回路見圖1，當(dāng)總線為高電平時(shí)，寄生電源由單總線通過 VDD引腳。這個(gè)電 路會(huì)在總線處于高電平時(shí)偷能量，部分汲取的能量存儲(chǔ)在寄生電源儲(chǔ)能電容（Cpp ）內(nèi)，在總線處于低電平時(shí)釋放能量以提供給器件能量。當(dāng)DS18B20處于寄生電源模式時(shí)，VDD引腳

9、必須接地。寄生電源模式下，單總線和Cpp在大部分操作中能提供充分的滿足規(guī)定時(shí)序和電 壓的電流（見直流電特性和交流電特性節(jié)）給DS18B20。然而，當(dāng)DS18B20正在執(zhí)行溫度轉(zhuǎn) 換或從高速暫存器向EPPROM傳送數(shù)據(jù)時(shí)，工作電流可能高達(dá)1.5mA。這個(gè)電流可能會(huì)引起 連接單總線的弱上拉電阻的不可接受的壓降，這需要更大的電流，而此時(shí)Cpp無法提供。為了保證DS18B20由充足的供電，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝數(shù)據(jù)到EEPROM操作時(shí)，必須給單總 線提供一個(gè)強(qiáng)上拉。用漏極開路把I/O直接拉到電源上就可以實(shí)現(xiàn)，見圖4。在發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換 指令44h或拷貝暫存器指令48h之后，必須在至多10us之內(nèi)把單總線轉(zhuǎn)換

10、到強(qiáng)上拉，并且在 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)序（tconv）或拷貝數(shù)據(jù)時(shí)序（ter=10 ms）必須一直保持為強(qiáng)上拉狀態(tài)。當(dāng)強(qiáng)上拉狀態(tài) 保持時(shí)，不允許有其它的動(dòng)作。對(duì)DS18B20供電的另一種傳統(tǒng)辦法是從VDD引腳接入一個(gè)外部電源，見圖5。這 樣做的好處是單總線上不需要強(qiáng)上拉。而且總線不用在溫度轉(zhuǎn)換期間總保持高電 平。溫度高于100 C時(shí)，不推薦使用寄生電源，因?yàn)?DS18B20在這種溫度下表現(xiàn)出的 漏電流比較大，通訊可能無法進(jìn)行。在類似這種溫度的情況下，強(qiáng)烈推薦使用 DS18B20 的 VDD 弓 |腳。對(duì)于總線控制器不直到總線上的 DS18B20是用寄生電源還是用外部電源的情況，DS18B20預(yù)備了一種信

11、號(hào)指示電源的使用意圖?？偩€控制器發(fā)出一個(gè)Skip ROM指令CCh，然后發(fā)出讀電源指令B4h，這條指令發(fā)出后，控制器發(fā)出讀時(shí)序，寄生電源會(huì)將總線拉低，而外部電 源會(huì)將總線保持為高。如果總線被拉低，總線控制器就會(huì)知道需要在溫度轉(zhuǎn)換期間對(duì)單總線 提供強(qiáng)上拉。DS18B2 0溫度轉(zhuǎn)換期間的強(qiáng)上拉供電 圖4外部電源給DS18B20 供電圖564位（激）光刻只讀存儲(chǔ)器每只DS18B20都有一個(gè)唯一存儲(chǔ)在ROM中的64位編碼。最前面8位是單線系列編碼：28h 接著的48位是一個(gè)唯一的序列號(hào)。最后8位是以上56位的CRC編碼。CRC的詳細(xì)解釋見 CRC發(fā)生器節(jié)。64位ROM和ROM操作控制區(qū)允許DS18B2

12、0作為單總線器件并按照詳述于 單總線系統(tǒng)節(jié)的單總線協(xié)議工作。64位（激）光刻只讀存儲(chǔ)器 圖6存儲(chǔ)器DS18B20的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)示于圖7。存儲(chǔ)器有一個(gè)暫存SRAM和一個(gè)存儲(chǔ)高低報(bào)警觸發(fā)值TH和 TL的非易失性電可擦除EEPROM組成。注意當(dāng)報(bào)警功能不使用時(shí)，TH和TL寄存器可以被 當(dāng)作普通寄存器使用。所有的存儲(chǔ)器指令被詳述于 DS18B20功能指令節(jié)。位0和位1為測得溫度信息的LSB和MSB。這兩個(gè)字節(jié)是只讀的。第2和第3字 節(jié)是TH和TL的拷貝。位4包含配置寄存器數(shù)據(jù)，其被詳述于配置寄存器節(jié)。位 5，6和7被器件保留，禁止寫入；這些數(shù)據(jù)在讀回時(shí)全部表現(xiàn)為邏輯1。高速暫存器的位8是只讀的，包含以上

13、八個(gè)字節(jié)的CRC碼，CRC的執(zhí)行方式如CRC發(fā)生器節(jié) 所述。數(shù)據(jù)通過寫暫存器指令4Eh寫入高速暫存器的2，3和4位；數(shù)據(jù)必須以位2為 最低有效位開始傳送。為了完整的驗(yàn)證數(shù)據(jù)，高速暫存器能夠在數(shù)據(jù)寫入后被讀 ?。ㄊ褂米x暫存器指令BEh）。在讀暫存器時(shí)，數(shù)據(jù)以位0為最低有效位從單總 線移出?？偩€控制器傳遞從暫存器到 EEPROMTH,TL和配置數(shù)據(jù)必須發(fā)出拷貝暫存器指令 48h。EEPROM寄存器中的數(shù)據(jù)在器件掉電時(shí)仍然保存；上電時(shí)，數(shù)據(jù)被載入暫存器。 數(shù)據(jù)也可以通過召回EEPROM命令從暫存器載入EEPROM?？偩€控制器在發(fā)出這條 命令后發(fā)出讀時(shí)序，DS18B20返回0表示正在召回中，返回1表示

14、操作結(jié)束。DS18B20 存儲(chǔ)器圖圖7*上電狀態(tài)依賴于EEPROM中的值配置寄存器存儲(chǔ)器的第4位為配置寄存器，其組織見圖8。用戶可以通過按表3所示設(shè)置R0 和R1位來設(shè)定DS18B20的精度。上電默認(rèn)設(shè)置：R0=1,R仁1（ 12位精度）。注意：精度和轉(zhuǎn)換時(shí)間之間有直接的關(guān)系。暫存器的位 7和位0-4被器件保留，禁止寫 入；在讀回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，它們?nèi)勘憩F(xiàn)為邏輯 1。配置寄存器圖8溫度計(jì)精確度配置表3CRC發(fā)生器CRC字節(jié)作為DS18B2064 位ROM的一部分存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。 CRC碼由ROM的前56位計(jì)算 得到，被包含在ROM的重要字節(jié)當(dāng)中。CRC由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)計(jì)算得到，因此當(dāng)存儲(chǔ) 器中

15、的數(shù)據(jù)發(fā)生改變時(shí)，CRC的值也隨之改變。CRC能夠在總線控制器讀取DS18B20時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。為校驗(yàn)數(shù)據(jù)是否被正確讀取，總線控 制器必須用接受到的數(shù)據(jù)計(jì)算出一個(gè) CRC值，和存儲(chǔ)在DS18B20的64位ROM中的值（讀 ROM時(shí)）或DS18B20內(nèi)部計(jì)算出的8位CRC值（讀存儲(chǔ)器時(shí)）進(jìn)行比較。如果計(jì)算得到 的CRC值和讀取出來的CRC值相吻合，數(shù)據(jù)被無錯(cuò)傳輸。CRC值的比較以及是否進(jìn)行下一 步操作完全由總線控制器決定。當(dāng)在DS18B20中存儲(chǔ)的或由其計(jì)算到CRC值和總線控制器計(jì) 算的值不相符時(shí)，DS18B20內(nèi)部并沒有一個(gè)能阻止命令序列進(jìn)行的電路。CRC的計(jì)算等式如下：CRC = X8 +

16、X5 + X4 + 1單總線CRC可以由一個(gè)由移位寄存器和XOR門構(gòu)成的多項(xiàng)式發(fā)生器來產(chǎn)生，見圖9。這個(gè)回 路包括一個(gè)移位寄存器和幾個(gè)XOR門，移位寄存器的各位都被初始化為0。從ROM中的最低 有效位或暫存器中的位0開始，一次一位移入寄存器。在傳輸了 56位ROM中的數(shù)據(jù)或移入了 暫存器的位7后，移位寄存器中就存儲(chǔ)了 CRC值。下一步，CRC的值必須被循環(huán)移入。此時(shí)， 如果計(jì)算得到的CRC是正確的，移位寄存器將復(fù)0。CRC發(fā)生器圖9單總線系統(tǒng)單總線系統(tǒng)包括一個(gè)總線控制器和一個(gè)或多個(gè)從機(jī)。DS18B20總是充當(dāng)從機(jī)。當(dāng)只有一只從機(jī)掛在總線上時(shí)，系統(tǒng)被稱為“單點(diǎn)”系統(tǒng)；如果由多只從機(jī)掛在總線上，系

17、統(tǒng)被稱為“多 點(diǎn)”。所有的數(shù)據(jù)和指令的傳遞都是從最低有效位開始通過單總線。關(guān)于單總線系統(tǒng)分三個(gè)題目討論：硬件結(jié)構(gòu)、執(zhí)行序列和單總線信號(hào)（信號(hào)類型和時(shí)序）。 硬件結(jié)構(gòu) 單總線系統(tǒng)只有一條定義的信號(hào)線。每一個(gè)總線上的器件必須是漏極開路或三態(tài) 輸出。這樣的系統(tǒng)允許每一個(gè)掛在總線上的區(qū)間都能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間驅(qū)動(dòng)它。DS18B20的單總線端口（ DQ引腳）是漏極開路式的，內(nèi)部等效電路見圖 10 單總線需要一個(gè)約5K Q的外部上拉電阻；單總線的空閑狀態(tài)是高電平。無論任 何理由需要暫停某一執(zhí)行過程時(shí)，如果還想恢復(fù)執(zhí)行的畫，總線必須停留在空閑狀態(tài)。在恢復(fù)期間，如果單總線處于非活動(dòng)（高電平）狀態(tài)，位與位間的恢復(fù)時(shí)

18、間可以無限長。如果總線停留在低電平超過 480us，總線上的所有器件都將被復(fù) 位。硬件結(jié)構(gòu)圖10執(zhí)行序列通過單線總線端口訪問DS18B20的協(xié)議如下：步驟1.初始化步驟2. ROM操作指令步驟3. DS18B20功能指令每一次DS18B20的操作都必須滿足以上步驟，若是缺少步驟或是順序混亂，器件將不會(huì)返回 值。例如這樣的順序：發(fā)起ROM搜索指令F0h和報(bào)警搜索指令ECh之后，總線控制器必須 返回步驟1。初始化通過單總線的所有執(zhí)行操作處理都從一個(gè)初始化序列開始。初始化序列包括一個(gè) 由總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和其后由從機(jī)發(fā)出的存在脈沖。存在脈沖讓總線控 制器知道DS18B20在總線上且已準(zhǔn)備好操作

19、，詳見 單總線信號(hào)節(jié)。ROM指令一旦總線控制器探測到一個(gè)存在脈沖，它就發(fā)出一條 ROM指令。如果總線上掛有多只 DS18B20，這些指令將基于器件獨(dú)有的64位ROM片序列碼使得總線控制器選出特定要進(jìn) 行操作的器件。這些指令同樣也可以使總線控制器識(shí)別有多少只，什么型號(hào)的器件掛在總線 上，同樣，它們也可以識(shí)別哪些器件已經(jīng)符合報(bào)警條件。ROM指令有5條，都是8位長度?？偩€控制器在發(fā)起一條DS18B20功能指令之前必須先發(fā)出一條ROM指令。ROM指令操作流 程圖見圖11。Search ROM F0h（搜索 ROM 指令）當(dāng)系統(tǒng)上電初始化的時(shí)候，總線控制器必須通過識(shí)別總線上所有 ROM片序列碼去得到從機(jī)

20、的 數(shù)目和型號(hào)?？偩€控制器通過搜索ROM指令多次循環(huán)搜索ROM編碼，以確認(rèn)所有從機(jī)器件。 如果總線上只有一只從機(jī)，那么可以用較為簡單的讀取ROM指令（見下文）代替搜索ROM指令，關(guān)于 iButton Book of Standards 見。在每次搜索ROM指令之后，總線控制器必須返回步驟1。READ ROM 33h （讀取 ROM 指令）只有在總線上存在單只DS18B20的時(shí)候才能使用這條命令。該命令允許總線控制器在不使用 搜索ROM指令的情況下讀取從機(jī)的64位片序列碼。如果總線上有不止一只從機(jī)，當(dāng)所有從 機(jī)試圖同時(shí)傳送信號(hào)時(shí)就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。MATH ROM 55h （匹配 ROM 指令）匹

21、配ROM指令，后跟64位ROM編碼序列，讓總線控制器在多點(diǎn)總線上定位一只特定的 DS18B20。只有和64位ROM片序列碼完全匹配的DS18B20才能響應(yīng)隨后的存儲(chǔ)器操作指 令；所有和64位ROM片序列碼不匹配的從機(jī)都將等待復(fù)位脈沖。SKIP ROM CCh（忽略ROM 指令）這條指令允許總線控制器不用提供64位ROM編碼就使用功能指令。例如，總線控制器可以 先發(fā)出一條忽略ROM指令，然后發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令44h，從而完成溫度轉(zhuǎn)換操作。注意： 當(dāng)只有一只從機(jī)在總線上時(shí)，無論如何，忽略 ROM指令之后只能跟著發(fā)出一條讀取暫存器指 令BEh。在單點(diǎn)總線情況下使用該命令，器件無需發(fā)回64位ROM編碼，

22、從而節(jié)省了時(shí)間。 如果總線上有不止一只從機(jī)，若發(fā)出忽略 ROM指令，由于多只從機(jī)同時(shí)傳送信號(hào)，總線上就 會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。ALARM SEARCH ECH（報(bào)警搜索指令）這條命令的流程和搜索ROM指令相同，然而，只有滿足報(bào)警條件的從機(jī)才對(duì)該命令作出響應(yīng)。 只有在最近一次測溫后遇到符合報(bào)警條件的情況，DS18B20才會(huì)響應(yīng)這條命令。在每次報(bào)警 搜索指令周期之后，總線控制器必須返回步驟 1。關(guān)于報(bào)警操作流程見報(bào)警信號(hào)操作節(jié)。DS18B20功能指令在總線控制器發(fā)給欲連接的DS18B20 一條ROM命令后，跟著可以發(fā)送一條DS18B20功能指 令。這些命令允許總線控制器讀寫 DS18B20的暫存器，發(fā)起

23、溫度轉(zhuǎn)換和識(shí)別電源模式。DS18B20的功能指令詳見下文，同時(shí)被概括于表 4，并用流程圖示于圖12。CONVERT T 44h（溫度轉(zhuǎn)換指令）這條命令用以啟動(dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換。溫度轉(zhuǎn)換指令被執(zhí)行，產(chǎn)生的溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù) 據(jù)以2個(gè)字節(jié)的形式被存儲(chǔ)在高速暫存器中，而后 DS18B20保持等待狀態(tài)。如果 寄生電源模式下發(fā)出該命令后，在溫度轉(zhuǎn)換期間（tconv），必須在10us（最多）, 內(nèi)給單總線一個(gè)強(qiáng)上拉，見DS18B20供電節(jié)。如果DS18B20以外部電源供電，總線控制器 在發(fā)出該命令后跟著發(fā)出讀時(shí)序，DS18B20如處于轉(zhuǎn)換中，將在總線上返回0，若溫度轉(zhuǎn)換 完成，則返回1。寄生電源模式下，總線被強(qiáng)上

24、拉拉高前這樣的通訊技術(shù)不會(huì)被使用。WRITE SCRATCHPAD 4Eh（寫暫存器指令）這條命令向DS18B20的暫存器寫入數(shù)據(jù)，開始位置在TH寄存器（暫存器的第2個(gè)字節(jié)）， 接下來寫入TL寄存器（暫存器的第3個(gè)字節(jié)），最后寫入配置寄存器（暫存器的第 4個(gè)字 節(jié)）。數(shù)據(jù)以最低有效位開始傳送。上述三個(gè)字節(jié)的寫入 必須發(fā)生在總線控制器發(fā)出復(fù)位命 令前，否則會(huì)中止寫入。READ SCRATCHPAD BEh（讀暫存器指令）這條命令讀取暫存器的內(nèi)容。讀取將從字節(jié) 0開始，一只進(jìn)行下去，知道第9字 節(jié)（字節(jié)8，CRC）讀完，如果不想讀完所有字節(jié)，控制器可以在任何時(shí)間發(fā)出 復(fù)位命令來中止讀取。COPY

25、SCRATCHPAD 48h（拷貝暫存器指令）這條命令把TH,TL和配置寄存器（第2、3、4字節(jié)）的內(nèi)容拷貝到EEPROM中。如果使用寄生電源總線控制器必須在發(fā)出這條命令的10us內(nèi)啟動(dòng)強(qiáng)上拉并最少保持10ms，見DS18B20供電節(jié)所述。RECALL E2 B8H （召回 EEPROM 指令）這條命令把報(bào)警觸發(fā)器的值（TH和TL）以及配置數(shù)據(jù)從EEPROM拷回暫存器?？偩€控制器 在發(fā)出該命令后讀時(shí)序，DS18B20會(huì)輸出拷回標(biāo)識(shí)：0標(biāo)識(shí)正在拷回，1標(biāo)識(shí)拷回結(jié)束。這種 拷回操作在DS18B20上電時(shí)自動(dòng)執(zhí)行，這樣器件一上電暫存器里馬上就存在有效的數(shù)據(jù)了。READ POWER SUPPLY B4

26、h（ 讀電源模式指令）總線控制器在這條命令發(fā)給DS18B20后發(fā)出讀時(shí)序，若是寄生電源模式，DS18B20將拉低總 線，若是外部電源模式，DS18B20將會(huì)把總線拉高。關(guān)于這條指令的用法信息詳述于 DS18B20 供電節(jié)。DS18B20功能指令表表4備注：1對(duì)于寄生電源模式下的DS18B20，在溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到EEPROM期間，必須給單總 線一個(gè)強(qiáng)上拉?？偩€上在這段時(shí)間內(nèi)不能有其它活動(dòng)。2.總線控制器在任何時(shí)刻都可以通過發(fā)出復(fù)位信號(hào)中止數(shù)據(jù)傳輸。3. TH,TL和配置寄存器這3個(gè)字節(jié)的寫入必須在復(fù)位信號(hào)發(fā)起之前。 ROM指令流程圖圖11DS18B20功能指令流程圖 圖12單總線信號(hào)DS18

27、B20需要嚴(yán)格的單總線協(xié)議以確保數(shù)據(jù)的完整性。協(xié)議包括集中單總線信號(hào)類型：復(fù)位 脈沖、存在脈沖、寫0、寫1、讀0和讀1。所有這些信號(hào)，除存在脈沖外，都是由總線控制器發(fā)出的。復(fù)位序列：復(fù)位和存在脈沖和DS18B20間的任何通訊都需要以初始化序列開始，初始化序列見圖13。一個(gè)復(fù)位脈沖跟著一個(gè)存在脈沖表明DS18B20已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在初始化序列期間，總線控制器拉低總線并保持 480us以發(fā)出（TX） 一個(gè)復(fù)位脈 沖，然后釋放總線，進(jìn)入接收狀態(tài)（RX）。單總線由5K上拉電阻拉到高電平。當(dāng)DS18B20 探測到I/O引腳上的上升沿后，等待15-60us,然后發(fā)出一個(gè)由60-240us低電平信

28、號(hào)構(gòu)成的存在 脈沖。初始化時(shí)序圖13 讀/寫時(shí)序DS18B20的數(shù)據(jù)讀寫是通過時(shí)序處理位來確認(rèn)信息交換的。 寫時(shí)序由兩種寫時(shí)序：寫1時(shí)序和寫0時(shí)序?？偩€控制器通過寫1時(shí)序?qū)戇壿?到DS18B20，寫0時(shí)序?qū)戇壿?到DS18B20。所有寫時(shí)序必須最少持續(xù)60us，包括兩個(gè)寫周 期之間至少1us的恢復(fù)時(shí)間。當(dāng)總線控制器把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉到低電平的時(shí)候， 寫時(shí)序 開始（見圖14） o總線控制器要生產(chǎn)一個(gè)寫時(shí)序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時(shí)序開 始后的15us釋放總線。當(dāng)總線被釋放的時(shí)候，5K的上拉電阻將拉高總線?？偪?制器要生成一個(gè)寫0時(shí)序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并持續(xù)保持（至少 60

29、us ）o 總線控制器初始化寫時(shí)序后，DS18B20在一個(gè)15us到60us的窗口內(nèi)對(duì)I/O線采 樣。如果線上是咼電平，就是寫1。如果線上是低電平，就是寫0。讀/寫時(shí)序圖圖14 讀時(shí)序 總線控制器發(fā)起讀時(shí)序時(shí)，DS18B20僅被用來傳輸數(shù)據(jù)給控制器。因此，總線控制器在發(fā)出 讀暫存器指令BEh或讀電源模式指令B4H后必須立刻開始讀時(shí)序，DS18B20可以提供請(qǐng)求 信息。除此之外，總線控制器在發(fā)出發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令44h或召回EEPROM指令B8h之后讀時(shí)序，詳見DS18B20功能指令節(jié)。所有讀時(shí)序必須最少60us,包括兩個(gè)讀周期間至少1us的恢復(fù)時(shí)間。當(dāng)總線控制 器把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時(shí)，讀

30、時(shí)序開始，數(shù)據(jù)線必須至少保持1us,然后總線被釋放（見圖14）。在總線控制器發(fā)出讀時(shí)序后，DS18B20通過拉高或拉低總線上來傳輸1或0。當(dāng)傳輸邏輯0結(jié)束后，總線將被釋放，通過上拉電阻回到上升沿狀態(tài)。從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時(shí)序的下降沿出現(xiàn)后15us內(nèi)有效。 因此，總線控制器在讀時(shí)序開始后必須停止把I/O腳驅(qū)動(dòng)為低電平15us,以讀取I/O腳狀態(tài)。圖15標(biāo)識(shí)TINIT,TRC 和TSAMPLE之和必須小于15us。圖16指出，系統(tǒng)時(shí)間可以用下面 辦法達(dá)到最大：TINIT和TRC保持時(shí)間盡可能校；把控制器采樣時(shí)間放到 15us周期的最后。 控制器讀1的詳細(xì)時(shí)序圖15DS18B20 Prog

31、rammable Resolution 1-Wire Digital Thermometer FEATURESUnique 1-Wire ? In terface Requires Only OnePort Pin for Communi cati onEach Device has a Unique 64-Bit Serial CodeStored in an On-Board ROMMultidrop Capability Simplifies DistributedTemperature-Se nsing Applicati onsRequires No External Comp on

32、entsCan Be Powered from Data Line; Power SupplyRange is 3.0V to 5.5VMeasures Temperatures from -55 C to +125 C(-67 F to +257 F) 0.5 C Accuracy from -10 C to +85 CThermometer Resoluti on is User Selectable from 9 to 12 BitsCon verts Temperature to 12-Bit Digital Word in750ms (Max)User-Defi nable Non

33、volatile (NV) AlarmSett ingsAlarm Search Comma nd Ide ntifies andAddresses Devices Whose Temperature isOutside Programmed Limits (Temperature Alarm Con diti on)Software Compatible with the DS1822Applicati ons In clude Thermostatic Con trols,In dustrial Systems, Con sumer Products,Thermometers, or An

34、y Thermally Sen sitive SystemPIN CONFIGURATIONSHO T F 0M /ILWDALLASDS1820k GND匸 DQF %匸rr23C54ZJNC ZJNCDS1BE20PTSOCDS1SB20 TO-92PACKAGLNCGNNCNCDQS-PIN SOIC (1S0-VIIL)Figure 1DESCRIPTIONThe DS18B20 digital thermometer provides 9-bit to 12-bit Celsius temperaturemeasurements and has an alarm function w

35、ith nonvolatileuser-programmable upper andlower trigger poin ts. The DS18B20 com muni cates over a 1-Wire bus that by defi niti onrequires only one data line (and ground) for com muni cati on with a cen tral microprocessor. It has an operat ing temperature range of -55 C to +125 C and isaccurate to

36、0.5 C over the range of -10 C to +85 C. In addition, the DS18B20can derive power directly from the data line (“parasite power ” ), eliminating then eed for an exter nal power supply.Each DS18B20 has a unique 64-bit serial code, which allows multiple DS18B20s to function on the same 1-Wire bus. Thus,

37、 it is simple to use one microprocessor to con trol many DS18B20s distributed over a large area. Applicati ons that can ben efit from this feature in clude HVAC en vir onmen tal con trols, temperature mon itori ng systems in side build in gs, equipme nt, or mach in ery, and process mon itori ng and

38、con trol systems.PIN DESCRIPTIONS5Jl o 陀-* AFUNCrl5*31Giound1+JIInput Olxt jvut. Open -dlialn 1 -Vtjre- iuLtcxrAcc pili. pEDdiidD* jpQHFa to* r h e dl evic e when.in parasitepower- 殆歸 dl爛(. see the%*DQ-Optional Vdd VddTTiiqi sitf r -QperaTloit in- J F-iir 二L :叮. , r.1Table 1OVERVIEWFigure 2 shows a

39、block diagram of the DS18B20, and pin descripti ons are give n in the Pin Description table. The 64- bit ROM stores the device s unique serial code. The scratchpad memory contains the 2-byte temperature register that stores the digital output from the temperature sen sor. I n additi on, the scratchp

40、adprovidesaccess to the 1-byte upper and lower alarm trigger registers (Th and Tl) and the 1-byte con figurati on register. The con figurati on register allows the user to set the resolutionof the temperatureto-digitalconversion to 9, 10, 11, or 12 bits.The Th,Tl, and con figurati on registers are n

41、onv olatile (EEPROM), so they will retain data whe n the device is powered dow n.The DS18B20 uses Maxim s exclusive 1 -Wire bus protocol that impleme nts bus com muni cati on using one con trol sig nal. The con trol li ne requires a weak pullup resistor since all devices are linked to the bus via a

42、3-state or open-drain port (the DQ pin in the case of the DS18B20). In this bus system, the microprocessor (the master device) identifies and addresses devices on the bus using each device s unique 64-bit code. Because each device has a unique code, the nu mber of devices that can be addressed on on

43、e bus is virtually un limited. The 1-Wire bus protocol, i nclud ing detailed expla nati ons of the comma nds and“ time slots,” is covered in the 1-WireBus System sect ion.Another feature of the DS18B20s the ability to operate without an external power supply. Power is in stead supplied through the 1

44、-Wire pullup resistor via the DQ pin when the bus is high. The high bus signal also charges an internal capacitor (Cpf),which then supplies power to the device when the bus is low. This method of derivingpower from the 1- Wire bus is referred to as“ parasite power. ” As an alternative,the DS18B20 ma

45、y also be powered by an exter nal supply on V ddFigure 2. DS18B20 Block DiagramOPERATIONMEASURING TEMPERATUREThe core functionalityof the DS18B20s its direct-to-digital temperature sensor.The resolutio n of the temperature sen sor is user-c on figurable to 9, 10, 11, or 12 bits, corresponding to inc

46、rements of 0.5 C, 0.25 C, 0.125 C, and 0.0625 C,respectively. The default resolution at power-up is 12-bit. The DS18B20 powers up in a low-power idle state. To initiatea temperature measurementand A-to-D conversion,the master must issue a Convert T 44h comma nd. Follow ing the con versi on, the resu

47、lting thermal data is stored in the 2-byte temperature register in the scratchpad memory and the DS18B20 returns to its idle state. If the DS18B20 is powered by an external supply, the master can issue “read time slots ” (see the 1-Wire Bus System secti on) after the Convert T comma nd and the DS18B

48、20 will resp ond by tran smitti ng 0 while the temperature conversion is in progress and 1 when the conversion is done. If the DS18B20 is powered with parasite power, this notification technique cannot be used since the bus must be pulled high by a strong pullup duri ng the en tire temperature conv

49、ersi on. The bus requireme nts for parasite power are expla ined in detail in thePowering the DS18B20 section.Figure 3. Temperature Register Format Table 2. Temperature/Data Relati on ship *The power-on reset value of the temperature register is +85 C. OPERATIOALARM SIGNALINGAfter the DS18B20 perfor

50、ms a temperature con versi on, the temperature value iscompared to the userdefi nedtwo s compleme nt alarm trigger values stored in the1-byte T h and Tl registers (see Figure 3). The sign bit (S) indicates if the value is positive or negative: for positive numbers S = 0 and for negative numbers S =

51、1. The Th and Tl registers are nonvolatile (EEPROM) so they will retain data when the device is powered down. Th and Tl can be accessed through bytes 2 and 3 of the scratchpad as expla ined in theMemory sect ion.Figure 4. TH and TL Register FormatOnly bits 11 through 4 of the temperature register ar

52、e used in the Th and T lcomparison since T h and Tl are 8-bit registers. If the measured temperature is lower than or equal to T l or higher than or equal to Th, an alarm condition exists and analarm flag is set in side the DS18B20. This flag is updated after everytemperaturemeasurement; therefore,

53、if the alarm condition goes away, the flag will be turned off after then ext temperature conv ersi on.The master device can check the alarm flag status of all DS18B20son the bus by issuing an Alarm Search ECh comma nd. Any DS18B20s with a set alarm flag will resp ond to the comma nd, so the master c

54、an determ ine exactly which DS18B20s have experie need an alarm condition. If an alarm condition exists and the Th or Tl settings have changed, ano ther temperature con versi on should be done to validate the alarm con diti on.64-BIT LASERED ROM CODEEach DS18B20sontains a unique 64 - bit code (see F

55、igure 6) stored in ROM.The least significant 8 bitsof the ROM code contain the DS18B20 s 1-Wire family code: 28h.The next 48 bits contain a unique serialnumber. The most significant8 bits containa cyclic redundancy check (CRC) byte that is calculated from the first 56 bits of the ROMcode. A detailed

56、 explanation of the CRCbits is provided in the CRCGeneration section. The 64-bit ROM code and associated ROM function control logic allow the DS18B20 to operate as a 1-Wire device using the protocol detailed in the1-Wire BusSystem secti on.Figure 5. 64-Bit Lasered ROM Code MEMORYThe DS18B20 s memory

57、 is organized as shown in Figure 6. The memory consists of an SRAMicratchpad with nonvolatile EEPROMorage for the high and low alarm trigger registers (T h and T l) and con figurati on register. Note that if the DS18B20 alarm function is not used, the T h and Tl r egisters can serve as general-purpose memory. All memorycommandsare described in detail in the DS18B2CFunction Commandsection.Byte 0 and byte 1 of the scratchpad contain the LSB and the MSBof