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Ds18b20数字温度传感器

news 2026/5/15 8:23:06

模拟温度传感器：热敏电阻，，
输出的电压随着温度变化
将变化的电压值，，转化成数字信号，，，这就是模拟传感器，，比较复杂，，这个数据只是正比于温度，，还要计算温度实际是多少

数字温度传感器：将模拟温度传感器变成了一个芯片，，将温度自动的转换成了芯片内部的温度，，只需要把转换之后的温度传递出来

单片机一个IO口，，可以读很多个温度传感器

常用的温度传感器
家居自动化

DQ ：测温度，，

一个引脚怎么传输数据，，，，采用了1-wire总线进行通讯，，，异步的，，串行的通讯协议

1-wirte通讯协议

scratch：抓
sensor ：传感器

输入输出引 DQ ，，，，上拉电阻，，开漏模式，，，能够主动拉低电平，，不能拉高，，只能高阻态

scratchpad ：暂存器

高温预警
低温预警
其他配置信息
温度

报警：通过引脚输出一个特定的信号

18B20是一个低功耗芯片，，如果不发送测温命令，，，他不会主动测
，，收到命令之后，会测温，，将温度放入暂存器，，，单片机拿到这个温度

单片机主导，，，测温命令，，，获取温度命令

1-wire: wire:金属丝

半双工，串行通信协议，，主要用于各种低成本传感器，和存储设备进行数据交换，，，
和I2C协议类似，，也采用主从架构，，

主设备

每个从设备都有一个唯一的64位的地址，，用于设备设别和通讯，，，这个64位的地址，，自己不能设置，，都是固定的，，
都是制造商在生产的时候烧录进去的，，是不可更改的

每次通信时，，主设备都要先发送一个复位脉冲，，，

复位：从低功耗状态恢复到正常通信状态

然后回复一个存在脉冲

主设备可以根据这个存在脉冲获知设备的健康状态

DQ引脚线的电平

释放DQ总线

释放DQ，，确认数据发送完毕

温度00011001，，总线上不可能一次出现8位，，，所以协议必须规定，，，某一小段时间内的电平，，代表一位数据
这就是时隙slot

read 0 slot：表示如果芯片内部这一位是0，，他会怎么操作总线
read 1 slot: 表示如果这一位是 1，他会怎么操作总线

这一位数据恰好是0，，，总线长这样

采样：在规定的时间查看总线当前是高电平还是低电平

最开始 1-2us，，，主机拉低总线，，，开始读时隙，，，然后主机释放总线，，，后面的电平就全部由 ds18b20决定，，如果ds18b20 要发0，，，他会立刻继续拉低，，，
所以2us后的那个低电平就是已经是 ds18b20的时隙slot，，而不是等到15us之后，，才是，，15us只是建议你读取的时间

10~15us附近
最稳定
前半段基本可靠

ds18b20 samples : 这个时间段查看总线，，来判断你写的是0，，还是1

ds18b20通讯流程：

初始化
主设备发送复位脉冲，，从设备回复存在脉冲
发送ROM命令
64位的ROM，从机地址，，唯一标识，，为了确定是哪个从机
- 搜索ROM命令：识别和列出所有连接在总线上的18b20设备，，，
- 读取ROM命令：只有在单设备连接的时候，，主机才可以直接用这个命令读取该设备的ROM代码
- 匹配ROM命令：该命令后会跟随一个特定的64为ROM代码，，选择总线上特定的设备进行通讯，，，发哪个地址就是和谁进行通讯
- 跳过ROM命令：在单设备环境中，，可以跳过ROM步骤，，直接通讯
发送功能命令
测温命令，读取温度命令，，等均属于功能命令
- 温度转换：温度的模拟信号转成数字信号
- 读取暂存寄存器：读取暂存器中存储的值。。。。这个命令会返回暂存器中的全部数据，，共九个字节

每次执行完了一个功能命令的时候会自动恢复到低功耗状态

每次发命令，，都要初始化。。发复位脉冲，重新激活，，指定ROM，，然后再发送命令

暂存器中的全部数据，，共九个字节，，，温度值保存在前两个字节，，只需要接收前两个字节即可

ls byte ：低字节
ms byte ：高字节

它不仅要存整数部分，，还要存小数部分，，还要存正负号，，一个字节不够

精度 0.0625，，最终的温度是 0.0625整数倍

18b20的精度可选，，，

temperature sensor ：温度传感器

alarm high trigger ：报警高触发 ===》存储介质是 EEPROM

alarm low trigger ：报警低触发

configuration register ：配置计算器，，设置精度，设置分辨率，，，默认0.0625

8bit crc generator ：校验码，，把ram之前的数据进行校验，，判断通讯是否正确
CRC ： cyclic redundancy check ：循环冗余校验，，，广泛用于数据传输领域的错误检测技术