DS18B20 是美國DALLAS 半導體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9~12 位的數字值讀數方式?？梢苑謩e在93.75 ms 和750 ms 內完成9 位和12 位的數字量，并且從DS18B20 讀出的信息或寫入DS18B20 的信息僅需要一根口線（單線接口） 讀寫，溫度變換功率來源于數據總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20 可使系統(tǒng)結構更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉換給用戶時間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820 有了很大的改進，帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。

　　DS18B20測溫工作原理：

　　溫度傳感器DS18B20中，低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數器1，高溫度系數晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數門，當計數門打開時，DS18B20就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖后進行計數，進而完成溫度測量。計數門的開啟時間由高溫度系數振蕩器來決定。

　　每次測量前，首先將-55 ℃所對應的基數分別置入減法計數器1和溫度寄存器中，減法計數器1和溫度寄存器被預置在-55 ℃所對應的一個基數值。減法計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當減法計數器1的預置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數器1的預置將重新被裝入，減法計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數，如此循環(huán)直到減法計數器2計數到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數值即為所測溫度。圖2中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數器的預置值，只要計數門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是DS18B20的測溫原理。

　　DS18B20的核心功能是直接溫度-數字測量。其溫度轉換可由用戶自定義為9、10、11、12位精度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃分辨率。值得注意的是，上電默認為12位轉換精度。DS18B20上電后工作在低功耗閑置狀態(tài)下。主設備必須向DS18B20發(fā)送溫度轉換命令［44h］才能開始溫度轉換。溫度轉換后，溫度轉換的值將會保存在暫存存儲器的溫度寄存器中，并且DS18B20將會恢復到閑置狀態(tài)。如果DS18B20是由外部供電，當發(fā)送完溫度轉換命令［44h］后，主設備可以執(zhí)行“讀數據時序”。若此時溫度轉換正在進行DS18B20將會響應“0”，若溫度轉換完成則會響應“1”。如果DS18B20是由“寄生電源”供電，該響應的技術將不能使用，因為在整個溫度轉換期間，總線必須強制拉高。

　　DS18B20的溫度輸出數據時在攝氏度下校準的；若是在華氏度下應用的話，可以用查表法或者常規(guī)的數據換算。溫度數據以一個16位標志擴展二進制補碼數的形式存儲在溫度寄存器中（詳見圖2）。符號標志位（S ）溫度的正負極性：正數則S=0，負數則S=1。如果DS18B20被定義為12位的轉換精度，溫度寄存器中的所有位都將包含有效數據。若為11位轉換精度，則bit 0為未。

　　DS18B20工作過程

　　DS18B20控制方法（DS18B20有六條控制命令）：

　　溫度轉換 44H 啟動DS18B20進行溫度轉換

　　讀暫存器 BEH 讀暫存器9位二進制數字

　　寫暫存器 4EH 將數據寫入暫存器的TH、TL字節(jié)

　　復制暫存器 48H 把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2RAM中

　　重新調E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH、TL字節(jié)

　　讀電源供電方式 B4H 啟動DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號給主CPU

　　Void delay_18B20（us）

　　{

　　While（us--）;

　　}

　　1. 初始化

　?。?） 先將數據線置高電平“1”。

　?。?） 延時（該時間要求的不是很嚴格，但是盡可能的短一點）

　?。?） 數據線拉到低電平“0”。

　?。?） 延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。

　?。?） 數據線拉到高電平“1”。

　?。?） 延時等待（如果初始化成功則在15到60微妙時間之內產生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應注意不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時控制）。

　?。?） 若CPU讀到了數據線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒。

　?。?） 將數據線再次拉高到高電平“1”后結束。

　　void ds1820rset（） //ds1820復位

　　{

　　DQ = 1; //DQ復位

　　delay_18B20（4）; //延時

　　DQ = 0; //DQ拉低

　　delay_18B20（100）; //精確延時大于480us

　　DQ = 1; //拉高

　　delay_18B20（40）;

　　}

　　2. 寫數據操作

　?。?） 數據線先置低電平“0”。

　?。?） 延時確定的時間為15微秒。

　?。?） 按從高位到低位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。D7到D0的次序

　?。?） 延時時間為45微秒。

　　（5） 將數據線拉到高電平。

　?。?） 重復上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。

　?。?） 最后將數據線拉高。

　　void ds1820wrdata（uchar wdata） /*寫數據*/

　　{

　　unsigned char I，temp=0x00;

　　for （i=8;i》0;i--）

　　{ DQ=0;

　　delay_18B20（15）

　　temp=1《《i-1;

　　DQ=wdata&temp;

　　delay_18B20（45）;

　　DQ=1;

　　}

　　}

　　3. 讀數據操作

　?。?）將數據線拉高“1”。

　?。?）延時2微秒。

　?。?）將數據線拉低“0”。

　　（4）延時3微秒。

　?。?）將數據線拉高“1”。

　　（6）延時5微秒。

　?。?）讀數據線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進行數據處理。

　　（8）延時60微秒。

　　讀一位二進制數

　　bit ds_read_bit（void）

　　{

　　bit dat;

　　DQ=0;

　　delay_18B20（2）;

　　DQ=1;

　　delay_18B20（3）;

　　dat=DQ;

　　delay_18B20（100）;

　　return（dat）;

　　}

　　讀一個字節(jié)，8位二進制數

　　uchar ds1820readdata（） //讀數據

　　{

　　unsiged char i，j，value=0;

　　for（i=0;i《8;i++）

　　{

　　j=ds_read_bit（）;

　　value |=j《《7-i;

　　}

　　return（value）;

　　}

DS18b20測量溫度電路圖

?

　　上圖是MC430F14板上的DS18B20電路圖

　　DS18B20應用電路 Ds1820_Bus = 0; //產生下降沿，進入寫時序（15us內送上數據）

　　Ds1820_Bus = data_1820&0x01; //從低位開始送數

　　Delay_X15us（3）;//延時45us，保證18b20采樣到數據

　　Ds1820_Bus = 1; //拉高電平完成送數

　　Delay_X15us（1）;//連續(xù)送數要間隔至少1us（這里15us）

　　data_1820》》=1;//移位

基于STM32F103CB的DS18B20溫控系統(tǒng)

　　STM32F103CB微處理器模塊是整個溫控系統(tǒng)的核心模塊，主要功能是實時處理數字溫度傳感器DS18B20采集到的溫度信息，并將得到的溫度信息值與模糊PID控制器設定控制輸出曲線進行實時對比得出需要輸出的控制信號量;產生輸出控制PWM波信號和通過232通訊傳輸給上位機實時監(jiān)控顯示。