基于单总线数字温度传感器的多点测温技术

　　1-Wire 总线与目前多数标准串行数据通信方式(如 SPI/ I2C/ MICROWIRE) 不同，采用单根信号线,既传输时钟, 又传输数据，而且数据传输是双向的。它具有节省 I/ O 口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。

　　DS18B20 是Dallas生产的支持单总线接口的温度传感器。单总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络。与其他温度传感器相比，DS18B20具有以下特性：

　　(1)具有 3 引脚 TO-92 小体积封装形式。管脚排列：DQ 为数字信号输入/输出端;GND 为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。在其内部使用了在板(ON-BOARD)专利技术, 全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。

　　(2)温度测量范围为-55~+125℃，可编程为 9~12位 A/ D 转换精度，测温分辨率可达 0.0625℃。被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串行输出。

　　(3)其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。

　　(4)独特的单总线接口方式。DS18B20 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20 的双向通讯。

　　(5)DS18B20 支持多点组网功能。多个 DS18B20 可以并联在唯一的 3 线上, 实现多点测温，可节省大量的引线和逻辑电路。

　　1 DS18B20 的主要内部结构

　　DS18B20 内部结构主要由 4 部分组成：64 位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、

　　配置寄存器。每一个 DSl8B20 包括一个唯一的 64 位长的序号。该序号值存放在 DSl8B20 内部的 ROM(只读存贮器)中。开始 8 位是产品类型编码(DSl8B20 编码均为 28H)，接着的 48 位是每个器件唯一的序号，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 循环冗余校验码。ROM 的作用是使每一个 DS18B20 都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。

　　DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量，以12 位转化为例，如图 1 所示。用 16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以 0.0625℃/LSB 形式表达，其中 S 为符号位。负温度 S=1，正温度 S=0。

　　2 DS18B20的工作原理

　　2.1 工作序列

　　根据 DS18B20 的通讯协议，主机控制 DS18B20 完成温度转换必须经过 3 个步骤：

　　(1)每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位;

　　(2)复位成功后发送一条 ROM 指令;

　　(3)最后发送 RAM 指令，这样才能对 DS18B20 进行预定的操作。

　　复位要求主 CPU 将数据线下拉 500 s，然后释放，DS18B20收到信号后等待16~60 s左右，后发出60~240s 的存在低脉冲，主 CPU 收到此信号表示复位成功。2.2 ROM 操作命令