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DS18B20中文手册

2010-09-24 22页 pdf 878KB 30阅读

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DS18B20中文手册 达拉斯 DS18B20 半导体 可编程分辨率的 单总线®数字温度计 特征 引脚排列 l 独特的单线接口仅需一个端口引脚 进行通讯 l 每个器件有唯一的 64 位的序列号存 储在内部存储器中 l 简单的多点分布式测温应用 l 无需外部器件 l 可通过数据线供电。供电范围为 3.0V 到 5.5V。 l 测温范围为-...
DS18B20中文手册
达拉斯 DS18B20 半导体 可编程分辨率的 单总线®数字温度计 特征 引脚排列 l 独特的单线接口仅需一个端口引脚 进行通讯 l 每个器件有唯一的 64 位的序列号存 储在内部存储器中 l 简单的多点分布式测温应用 l 无需外部器件 l 可通过数据线供电。供电范围为 3.0V 到 5.5V。 l 测温范围为-55~+125℃(-67~+ 257℉) l 在-10~+85℃范围内精确度为±5 ℃ l 温度计分辨率可以被使用者选择为 9~12位 l 最多在 750ms 内将温度转换为 12 位 数字 l 用户可定义的非易失性温度报警设 置 l 报警搜索命令识别并标志超过程序 限定温度(温度报警条件)的器件 l 与 DS1822兼容的软件 l 应用包括温度控制、工业系统、消费 品、温度计或任何热感测系统 引脚说明 GND -地 DQ -数据 I/O VDD -可选电源电压 NC -无连接 说明 DS18B20 数字温度计提供 9-12 位摄氏温度测量而且有一个由高低电平触发的可 编程的不因电源消失而改变的报警功能。DS18B20通过一个单线接口发送或接受 信息,因此在中央处理器和 DS18B20 之间仅需一条连接线(加上地线)。它的测 温范围为-55~+125℃,并且在-10~+85℃精度为±5℃。除此之外,DS18B20 能直接从单线通讯线上汲取能量,除去了对外部电源的需求。 每个 DS18B20都有一个独特的 64位序列号,从而允许多只 DS18B20同时连在 一根单线总线上;因此,很简单就可以用一个微控制器去控制很多覆盖在一大片 区域的 DS18B20。这一特性在 HVAC 环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温 度以及过程监测和控制等方面非常有用。 详细的引脚说明 1 8引脚 SOIC封装* TO-9封装 符号 说明 5 1 GND 接地。 4 2 DQ 数据输入/输出引脚。对于单线操作: 漏极开路。当工作在寄生电源模式时 用来提供电源(建“寄生电源”节)。 3 3 VDD 可选的 VDD 引脚。工作与寄生电源模 式时 VDD必须接地。 *所有上表未提及的引脚都无连接。 概览 图 1是表示 DS18B20的方框图,表 1已经给出了引脚说明。64位只读存储器储 存器件的唯一片序列号。高速暂存器含有两个字节的温度寄存器,这两个寄存器 用来存储温度传感器输出的数据。除此之外,高速暂存器提供一个直接的温度报 警值寄存器(TH和 TL),和一个字节的的配置寄存器。配置寄存器允许用户将温 度的精度设定为 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),所以存储的数据在器件掉电时不会消失。 DS18B20通过达拉斯公司独有的单总线依靠一个单线端口通讯。当全部器件 经由一个3态端口或者漏极开路端口(DQ引脚在DS18B20上的情况下)与总线连接 的时候,控制线需要连接一个弱上拉电阻。在这个总线系统中,微控制器(主器 件)依靠每个器件独有的64位片序列号辨认总线上的器件和记录总线上的器件地 址。 由于每个装置有一个独特的片序列码,总线可以连接的器件数目事实上是无 限的。单总线协议,包括指令的详细解释和“时序”见单总线系统节。 DS18B20的另一个功能是可以在没有外部电源供电的情况下工作。当总线处于高 电平状态,DQ与上拉电阻连接通过单总线对器件供电。同时处于高电平状态的总 线信号对内部电容(Cpp)充电,在总线处于低电平状态时,该电容提供能量给 器件。这种提供能量的形式被称为“寄生电源”。作为替代选择,DS18B20同样可 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 以通过VDD引脚连接外部电源供电。 DS18B20方框图 图1 测温操作 DS18B20的核心功能是它的直接读数字的温度传感器。温度传感器的精度为用户 可编程的 9,10,11或 12位,分别以 0.5℃,0.25℃,0.125℃和 0.0625℃增量 递增。在上电状态下默认的精度为 12位。DS18B20启动后保持低功耗等待状态; 当需要执行温度测量和 AD转换时,总线控制器必须发出[44h]命令。在那之后, 产生的温度数据以两个字节的形式被存储到高速暂存器的温度寄存器中, DS18B20继续保持等待状态。当 DS18B20由外部电源供电时,总线控制器在温度 转换指令之后发起“读时序”(见单总线系统节),DS18B20正在温度转换中返回 0,转换结束返回 1。如果 DS18B20由寄生电源供电,除非在进入温度转换时总线 被一个强上拉拉高,否则将不会由返回值。寄生电源的总线要求在 DS18B20供电 节详细解释。 温度寄存器格式 图 2 Administrator 高亮 温度/数据关系 表 2 温度 ℃ 数据输出(二进制) 数据输出(十六进制) +125 0000 0111 1101 0000 07D0h +85 0000 0101 0101 0000 0550h +25.0625 0000 0001 1001 0001 0191h +10.125 0000 0000 1010 0010 00A2h +0.5 0000 0000 0000 1000 0008h 0 0000 0000 0000 0000 0000h -0.5 1111 1111 1111 1000 FFF8h -10.125 1111 1111 0101 1110 FF5Eh -25.0625 1111 1110 0110 1111 FE6Eh -55 1111 1100 1001 0000 FC90h *上电复位时温度寄存器默认值为+85℃ 报警操作信号 DS18B20完成一次温度转换后,就拿温度值与和存储在 TH和 TL中一个字节的用 户自定义的报警预置值进行比较。标志位(S)指出温度值的正负:正数 S=0,负 数 S=1。TH和 TL寄存器是非易失性的,所以它们在掉电时仍然保存数据。在存 储器节将解释 TH和 TL是怎么存入高速暂存器的第 2和第 3个字节的。 TH和 TL寄存器格式 图 3 当 TH和 TL为 8位寄存器时,4位温度寄存器中的 11个位用来和 TH、TL进行比 较。如果测得的温度高于 TH或低于 TL,报警条件成立,DS18B20内部就会置位 一个报警标识。每进行一次测温就对这个标识进行一次更新;因此,如果报警条 件不成立了,在下一次温度转换后报警标识将被移去。 总线控制器通过发出报警搜索命令[ECh]检测总线上所有的 DS18B20 报警标识。 任何置位报警标识的 DS18B20将响应这条命令,所以总线控制器能精确定位每一 个满足报警条件的 DS18B20。如果报警条件成立,而 TH或 TL的设置已经改变, 另一个温度转换将重新确认报警条件。 DS18B20供电 DS18B20可以通过从 VDD引脚接入一个外部电源供电,或者可以工作于寄生电源 模式,该模式允许 DS18B20工作于无外部电源需求状态。寄生电源在进行远距离 测温时是非常有用的。寄生电源的控制回路见图 1,当总线为高电平时,寄生电 源由单总线通过 VDD引脚。这个电路会在总线处于高电平时偷能量,部分汲取的 Administrator 高亮 能量存储在寄生电源储能电容(Cpp)内,在总线处于低电平时释放能量以提供 给器件能量。当 DS18B20处于寄生电源模式时,VDD引脚必须接地。 寄生电源模式下,单总线和 Cpp在大部分操作中能提供充分的满足规定时序和电 压的电流(见直流电特性和交流电特性节)给 DS18B20。然而,当 DS18B20正在 执行温度转换或从高速暂存器向 EPPROM传送数据时,工作电流可能高达 1.5mA。 这个电流可能会引起连接单总线的弱上拉电阻的不可接受的压降,这需要更大的 电流,而此时 Cpp无法提供。为了保证 DS18B20由充足的供电,当进行温度转换 或拷贝数据到 EEPROM操作时,必须给单总线提供一个强上拉。用漏极开路把 I/O 直接拉到电源上就可以实现,见图 4。在发出温度转换指令[44h]或拷贝暂存器 指令[48h]之后,必须在至多 10us之内把单总线转换到强上拉,并且在温度转换 时序(tconv)或拷贝数据时序(ter=10 ms)必须一直保持为强上拉状态。当强上拉 状态保持时,不允许有其它的动作。 对 DS18B20供电的另一种传统办法是从 VDD引脚接入一个外部电源,见图 5。这 样做的好处是单总线上不需要强上拉。而且总线不用在温度转换期间总保持高电 平。 温度高于 100℃时,不推荐使用寄生电源,因为 DS18B20在这种温度下表现出的 漏电流比较大,通讯可能无法进行。在类似这种温度的情况下,强烈推荐使用 DS18B20的 VDD引脚。 对于总线控制器不直到总线上的 DS18B20是用寄生电源还是用外部电源的情况, DS18B20 预备了一种信号指示电源的使用意图。总线控制器发出一个 Skip ROM 指令[CCh],然后发出读电源指令[B4h],这条指令发出后,控制器发出读时序, 寄生电源会将总线拉低,而外部电源会将总线保持为高。如果总线被拉低,总线 控制器就会知道需要在温度转换期间对单总线提供强上拉。 DS18B20温度转换期间的强上拉供电 图 4 外部电源给 DS18B20供电 图 5 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 64位(激)光刻只读存储器 每只 DS18B20都有一个唯一存储在 ROM中的 64位编码。最前面 8位是单线系列 编码:28h。接着的 48位是一个唯一的序列号。最后 8位是以上 56位的 CRC编 码。CRC的详细解释见 CRC发生器节。64位 ROM和 ROM操作控制区允许 DS18B20 作为单总线器件并按照详述于单总线系统节的单总线协议工作。 64位(激)光刻只读存储器 图 6 8位 CRC 48位序列号 8位系列码 存储器 DS18B20的存储器结构示于图 7。存储器有一个暂存 SRAM和一个存储高低报警触 发值 TH和 TL的非易失性电可擦除 EEPROM组成。注意当报警功能不使用时,TH 和 TL 寄存器可以被当作普通寄存器使用。所有的存储器指令被详述于 DS18B20 功能指令节。 位 0和位 1为测得温度信息的 LSB和 MSB。这两个字节是只读的。第 2和第 3字 节是 TH和 TL的拷贝。位 4包含配置寄存器数据,其被详述于配置寄存器节。位 5,6和 7被器件保留,禁止写入;这些数据在读回时全部表现为逻辑 1。 高速暂存器的位 8是只读的,包含以上八个字节的 CRC码,CRC的执行方式如 CRC 发生器节所述。 数据通过写暂存器指令[4Eh]写入高速暂存器的 2,3和 4位;数据必须以位 2为 最低有效位开始传送。为了完整的验证数据,高速暂存器能够在数据写入后被读 取(使用读暂存器指令[BEh])。在读暂存器时,数据以位 0为最低有效位从单总 线移出。总线控制器传递从暂存器到 EEPROMTH,TL和配置数据必须发出拷贝暂存 器指令[48h]。 Administrator 高亮 Administrator 高亮 EEPROM 寄存器中的数据在器件掉电时仍然保存;上电时,数据被载入暂存器。 数据也可以通过召回 EEPROM命令从暂存器载入 EEPROM。总线控制器在发出这条 命令后发出读时序,DS18B20返回 0表示正在召回中,返回 1表示操作结束。 DS18B20存储器图 图 7 *上电状态依赖于 EEPROM中的值 配置寄存器 存储器的第 4位为配置寄存器,其组织见图 8。用户可以通过按表 3所示设置 R0 和 R1位来设定 DS18B20的精度。上电默认设置:R0=1,R1=1(12位精度)。注意: 精度和转换时间之间有直接的关系。暂存器的位 7和位 0-4被器件保留,禁止写 入;在读回数据时,它们全部表现为逻辑 1。 配置寄存器 图 8 温度计精确度配置 表 3 CRC发生器 CRC字节作为 DS18B2064位 ROM的一部分存储在存储器中。CRC码由 ROM的前 56 位计算得到,被包含在 ROM的重要字节当中。CRC由存储在存储器中的数据计算 得到,因此当存储器中的数据发生改变时,CRC的值也随之改变。 CRC能够在总线控制器读取 DS18B20时进行数据校验。为校验数据是否被正确读 取,总线控制器必须用接受到的数据计算出一个 CRC 值,和存储在 DS18B20 的 64位 ROM中的值(读 ROM时)或 DS18B20内部计算出的 8位 CRC值(读存储器 时)进行比较。如果计算得到的 CRC值和读取出来的 CRC值相吻合,数据被无错 传输。CRC 值的比较以及是否进行下一步操作完全由总线控制器决定。当在 DS18B20中存储的或由其计算到 CRC值和总线控制器计算的值不相符时,DS18B20 内部并没有一个能阻止命令序列进行的电路。 CRC的计算等式如下: CRC = X8 + X5 + X4 + 1 单总线 CRC可以由一个由移位寄存器和 XOR门构成的多项式发生器来产生,见图 9。这个回路包括一个移位寄存器和几个 XOR 门,移位寄存器的各位都被初始化 为 0。从 ROM中的最低有效位或暂存器中的位 0开始,一次一位移入寄存器。在 传输了 56位 ROM中的数据或移入了暂存器的位 7后,移位寄存器中就存储了 CRC 值。下一步,CRC的值必须被循环移入。此时,如果计算得到的 CRC是正确的, 移位寄存器将复 0。 CRC发生器 图 9 单总线系统 单总线系统包括一个总线控制器和一个或多个从机。DS18B20总是充当从机。当 只有一只从机挂在总线上时,系统被称为“单点”系统;如果由多只从机挂在总 线上,系统被称为“多点”。 所有的数据和指令的传递都是从最低有效位开始通过单总线。 关于单总线系统分三个题目讨论:硬件结构、执行序列和单总线信号(信号类型 和时序)。 硬件结构 单总线系统只有一条定义的信号线。每一个总线上的器件必须是漏极开路或三态 输出。这样的系统允许每一个挂在总线上的区间都能在适当的时间驱动它。 DS18B20的单总线端口(DQ引脚)是漏极开路式的,内部等效电路见图 10 单总线需要一个约 5KΩ的外部上拉电阻;单总线的空闲状态是高电平。无论任 何理由需要暂停某一执行过程时,如果还想恢复执行的画,总线必须停留在空闲 状态。在恢复期间,如果单总线处于非活动(高电平)状态,位与位间的恢复时 间可以无限长。如果总线停留在低电平超过 480us,总线上的所有器件都将被复 位。 硬件结构 图 10 执行序列 通过单线总线端口访问 DS18B20的协议如下: 步骤1. 初始化 步骤2. ROM操作指令 步骤3. DS18B20功能指令 每一次 DS18B20的操作都必须满足以上步骤,若是缺少步骤或是顺序混乱,器件 将不会返回值。例如这样的顺序:发起 ROM搜索指令[F0h]和报警搜索指令[ECh] 之后,总线控制器必须返回步骤 1。 初始化 通过单总线的所有执行操作处理都从一个初始化序列开始。初始化序列包括一个 由总线控制器发出的复位脉冲和其后由从机发出的存在脉冲。存在脉冲让总线控 制器知道 DS18B20在总线上且已准备好操作,详见单总线信号节。 Administrator 高亮 ROM指令 一旦总线控制器探测到一个存在脉冲,它就发出一条 ROM指令。如果总线上挂有 多只 DS18B20,这些指令将基于器件独有的 64 位 ROM 片序列码使得总线控制器 选出特定要进行操作的器件。这些指令同样也可以使总线控制器识别有多少只, 什么型号的器件挂在总线上,同样,它们也可以识别哪些器件已经符合报警条件。 ROM指令有 5条,都是 8位长度。总线控制器在发起一条 DS18B20功能指令之前 必须先发出一条 ROM指令。ROM指令操作图见图 11。 Search ROM [F0h] (搜索 ROM指令) 当系统上电初始化的时候,总线控制器必须通过识别总线上所有 ROM片序列码去 得到从机的数目和型号。总线控制器通过搜索 ROM指令多次循环搜索 ROM编码, 以确认所有从机器件。如果总线上只有一只从机,那么可以用较为简单的读取 ROM 指令(见下文)代替搜索 ROM 指令,关于 iButton Book of Standards 见 www.ibutton.com/ibuttons/standard.pdf。在每次搜索 ROM指令之后,总线控制器必 须返回步骤 1。 READ ROM [33h] (读取 ROM指令) 只有在总线上存在单只 DS18B20的时候才能使用这条命令。该命令允许总线控制 器在不使用搜索 ROM指令的情况下读取从机的 64位片序列码。如果总线上有不 止一只从机,当所有从机试图同时传送信号时就会发生数据冲突。 MATH ROM [55h] (匹配 ROM指令) 匹配 ROM指令,后跟 64位 ROM编码序列,让总线控制器在多点总线上定位一只 特定的 DS18B20。只有和 64位 ROM片序列码完全匹配的 DS18B20才能响应随后 的存储器操作指令;所有和 64位 ROM片序列码不匹配的从机都将等待复位脉冲。 SKIP ROM [CCh] (忽略 ROM指令) 这条指令允许总线控制器不用提供 64位 ROM编码就使用功能指令。例如,总线 控制器可以先发出一条忽略 ROM 指令,然后发出温度转换指令[44h],从而完成 温度转换操作。注意:当只有一只从机在总线上时,无论如何,忽略 ROM指令之 后只能跟着发出一条读取暂存器指令[BEh]。在单点总线情况下使用该命令,器 件无需发回 64位 ROM编码,从而节省了时间。如果总线上有不止一只从机,若 发出忽略 ROM指令,由于多只从机同时传送信号,总线上就会发生数据冲突。 ALARM SEARCH [ECH] (报警搜索指令) 这条命令的流程和搜索 ROM指令相同,然而,只有满足报警条件的从机才对该命 令作出响应。只有在最近一次测温后遇到符合报警条件的情况,DS18B20才会响 应这条命令。在每次报警搜索指令周期之后,总线控制器必须返回步骤 1。关于 报警操作流程见报警信号操作节。 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 DS18B20功能指令 在总线控制器发给欲连接的DS18B20一条ROM命令后,跟着可以发送一条DS18B20 功能指令。这些命令允许总线控制器读写 DS18B20的暂存器,发起温度转换和识 别电源模式。DS18B20 的功能指令详见下文,同时被概括于表 4,并用示 于图 12。 CONVERT T [44h] (温度转换指令) 这条命令用以启动一次温度转换。温度转换指令被执行,产生的温度转换结果数 据以 2个字节的形式被存储在高速暂存器中,而后 DS18B20保持等待状态。如果 寄生电源模式下发出该命令后,在温度转换期间(tconv),必须在 10us(最多), 内给单总线一个强上拉,见 DS18B20供电节。如果 DS18B20以外部电源供电,总 线控制器在发出该命令后跟着发出读时序,DS18B20如处于转换中,将在总线上 返回 0,若温度转换完成,则返回 1。寄生电源模式下,总线被强上拉拉高前这 样的通讯技术不会被使用。 WRITE SCRATCHPAD [4Eh] (写暂存器指令) 这条命令向 DS18B20 的暂存器写入数据,开始位置在 TH 寄存器(暂存器的第 2 个字节),接下来写入 TL寄存器(暂存器的第 3个字节),最后写入配置寄存器 (暂存器的第 4 个字节)。数据以最低有效位开始传送。上述三个字节的写入必 须发生在总线控制器发出复位命令前,否则会中止写入。 READ SCRATCHPAD [BEh] (读暂存器指令) 这条命令读取暂存器的内容。读取将从字节 0开始,一只进行下去,知道第 9字 节(字节 8,CRC)读完,如果不想读完所有字节,控制器可以在任何时间发出 复位命令来中止读取。 COPY SCRATCHPAD [48h] (拷贝暂存器指令) 这条命令把 TH,TL和配置寄存器(第 2、3、4字节)的内容拷贝到 EEPROM中。 如果使用寄生电源总线控制器必须在发出这条命令的 10us 内启动强上拉并最少 保持 10ms,见 DS18B20供电节所述。 RECALL E2 [B8H] (召回 EEPROM指令) 这条命令把报警触发器的值(TH和 TL)以及配置数据从 EEPROM拷回暂存器。总 线控制器在发出该命令后读时序,DS18B20会输出拷回标识:0标识正在拷回,1 标识拷回结束。这种拷回操作在 DS18B20上电时自动执行,这样器件一上电暂存 器里马上就存在有效的数据了。 READ POWER SUPPLY [B4h] (读电源模式指令) 总线控制器在这条命令发给 DS18B20后发出读时序,若是寄生电源模式,DS18B20 将拉低总线,若是外部电源模式,DS18B20将会把总线拉高。关于这条指令的用 法信息详述于 DS18B20供电节。 Administrator 高亮 DS18B20 功能指令表 表 4 备注: 1. 对于寄生电源模式下的 DS18B20,在温度转换和拷贝数据到 EEPROM期间,必 须给单总线一个强上拉。总线上在这段时间内不能有其它活动。 2. 总线控制器在任何时刻都可以通过发出复位信号中止数据传输。 3. TH,TL和配置寄存器这 3个字节的写入必须在复位信号发起之前。 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 ROM指令流程图 图 11 DS18B20功能指令流程图 图 12 单总线信号 DS18B20需要严格的单总线协议以确保数据的完整性。协议包括集中单总线信号 类型:复位脉冲、存在脉冲、写 0、写 1、读 0 和读 1。所有这些信号,除存在 脉冲外,都是由总线控制器发出的。 复位序列:复位和存在脉冲 和 DS18B20 间的任何通讯都需要以初始化序列开始,初始化序列见图 13。一个 复位脉冲跟着一个存在脉冲表明 DS18B20已经准备好发送和接收数据。 在初始化序列期间,总线控制器拉低总线并保持 480us以发出(TX)一个复位脉 冲,然后释放总线,进入接收状态(RX)。单总线由 5K上拉电阻拉到高电平。当 DS18B20探测到 I/O引脚上的上升沿后,等待 15-60us,然后发出一个由 60-240us 低电平信号构成的存在脉冲。 初始化时序 图 13 读/写时序 DS18B20的数据读写是通过时序处理位来确认信息交换的。 写时序 由两种写时序:写 1 时序和写 0 时序。总线控制器通过写 1 时序写逻辑 1 到 DS18B20,写 0时序写逻辑 0到 DS18B20。所有写时序必须最少持续 60us,包括 两个写周期之间至少 1us的恢复时间。当总线控制器把数据线从逻辑高电平拉到 低电平的时候,写时序开始(见图 14)。 总线控制器要生产一个写时序,必须把数据线拉到低电平然后释放,在写时序开 始后的 15us释放总线。当总线被释放的时候,5K的上拉电阻将拉高总线。总控 制器要生成一个写 0时序,必须把数据线拉到低电平并持续保持(至少 60us)。 总线控制器初始化写时序后,DS18B20在一个 15us到 60us的窗口内对 I/O线采 样。如果线上是高电平,就是写 1。如果线上是低电平,就是写 0。 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 读/写时序图 图 14 读时序 总线控制器发起读时序时,DS18B20仅被用来传输数据给控制器。因此,总线控 制器在发出读暂存器指令[BEh]或读电源模式指令[B4H]后必须立刻开始读时序, DS18B20可以提供请求信息。除此之外,总线控制器在发出发送温度转换指令[44h] 或召回 EEPROM指令[B8h]之后读时序,详见 DS18B20功能指令节。 所有读时序必须最少 60us,包括两个读周期间至少 1us的恢复时间。当总线控制 器把数据线从高电平拉到低电平时,读时序开始,数据线必须至少保持 1us,然 后总线被释放(见图 14)。在总线控制器发出读时序后,DS18B20 通过拉高或拉 低总线上来传输 1或 0。当传输逻辑 0结束后,总线将被释放,通过上拉电阻回 到上升沿状态。从 DS18B20输出的数据在读时序的下降沿出现后 15us内有效。 因此,总线控制器在读时序开始后必须停止把 I/O脚驱动为低电平 15us,以读取 I/O脚状态。 图 15标识 TINIT,TRC和 TSAMPLE之和必须小于 15us。图 16指出,系统时间可 以用下面办法达到最大:TINIT和 TRC保持时间尽可能校;把控制器采样时间放 到 15us周期的最后。 控制器读 1的详细时序 图 15 推荐控制器读 1时序 图 16 相关程序应用注意事项 下面是适用于 DS18B20的一些程序应用注意事项。这些注意事项可以从达拉斯公 司的网页 http://www.dalsemi.com/,上的达拉斯半导体“Application Note Book”获 得,亦可通过我们的传真服务((214) 450–0441)获得。 注意事项 27:“理解并多次循环冗余检测达拉斯半导体公司的接触式存储器产 品” 注意事项 55: “扩大接触式存储器的接触范围” 注意事项 74: “通过串行接口读取和写入接触式存储器” 注意事项 104: “出示最低限温度” 注意事项 106: “复杂的微型接口” 注意事项 108: “从长远看—微型接口” 与 AN74契合的单总线测试程序可以在达拉斯的网页或匿名登陆的 FTP上下载。 DS18B20操作举例 1 在这个例子里,总线上挂有多只寄生电源模式下的 DS18B20,控制器对其中的一 只操作启动温度转换,然后读取它的高速暂存器并重新计算 CRC以确认数据。 控制器状态 数据(LSB在前) 内容 TX 复位 控制器发出复位脉冲 RX 存在 DS18B20返回存在脉冲 TX 55h 发匹配 ROM指令 TX 64位 ROM编码 发 DS18B20地址 TX 44h 发温度转换指令 TX DQ引脚高电平 DQ引脚保持至少 500ms高电平,以完成温度转换 TX 复位 复位脉冲 RX 存在 存在脉冲 TX 55h 发匹配 ROM指令 TX 64位 ROM编码 发 DS18B20地址 TX BEh 发读暂存器指令 RX 9个数据字节 读整个暂存器加上 CRC:控制器重新计算从暂存 器读到的 8个数据字节的 CRC,把计算的 CRC和 读取的 CRC进行比较,如果相同,控制器向下进 行,如果不同,就重复读操作。 DS18B20操作举例 2 总线上仅由一个寄生电源模式下的 DS18B20,控制器执行写存储器操作。 控制器状态 数据(LSB在前) 内容 TX 复位 复位脉冲 RX 存在 存在脉冲 TX CCh 忽略 ROM指令 TX 4Eh 写暂存器指令 TX 3个数据字节 写 3个数据到 TH,TL和配置寄存器 TX 复位 复位脉冲 RX 存在 存在脉冲 TX CCh 忽略 ROM指令 TX BEh 读暂存器指令 RX 9个数据字节 读整个暂存器加上 CRC:控制器重新计算从暂存 器读到的 8个数据字节的 CRC,把计算的 CRC和 读取的 CRC进行比较,如果相同,控制器向下进 行,如果不同,就重复读操作。 TX 复位 复位脉冲 RX 存在 存在脉冲 TX CCh 忽略 ROM指令 TX 48h 拷贝暂存器指令 TX DQ数据线强上拉 控制器在执行拷贝操作时给 DQ 线一个强上拉并 至少保持 10ms 极限使用条件 各引脚对地电压: -0.5V到+0.6V 工作温度: -55℃到+125℃ 储存温度: -55℃到+125℃ 焊接温度: 参见 J-STD-020A的规格 *以上指出器件在进行正常操作时的所需要的环境条件,可能还有部分没有说明 但是在操作规格中已经暗示的器件可正常运行环境。长期工作于极限条件下可能 会影响器件的可靠性。 直流电特性 (-55°C to +125°C; VDD=3.0V to 5.5V) 备注: 1. 所有的电压参考点都是接地点。 2. 上拉电压是这么得来的:假设上拉器件是完美的,因此上拉的高电平应该与 VPU相等。为了达到 DS18B20的 VIH规格,实际晶体管上拉供电必须包括电 压跌落极限;因此,VPU_ACTUAL=VPU_IDEAL+VTRANSISTOR。 3. 典型曲线图见图 17。 4. 逻辑 0电压在吸收电流为 1mA时得到。 5. 在寄生电源模式低压状态下,为保证出现一个脉冲,VLMAX在 VCC低至 0.5V 时得到。 6. 逻辑 1电压在源电流为 1mA时得到。 7. 待机电流最大定义到 70℃。125℃时典型待机电流为 3uA。 8. 为了将IDDS减到最少,DQ的范围如下:GND≤DQ≤ GND + 0.3V or VDD –0.3V ≤DQ≤ VDD。 9. 动态电流涉及温度转换和写EEPROM存储器。 10. DQ数据线为高(“hi-Z”状态)。 11. 误差数据在125℃,VDD=5.5V条件下测试1000小时得到。 交流电特性: NV 存储器 (-55°C to +100°C; VDD=3.0V to 5.5V) 交流电特性: (-55°C to +100°C; VDD=3.0V to 5.5V) 备注: 1. 关于时序见图18。 2. 在寄生电源模式下,若Trstl>960us,可能会发生复位动作。 典型性能曲线 图17 时序图 图18 单总线写0时序 单总线读0时序 单总线复位脉冲 写在最后:鉴于网上目前还没有看到真正的DS18B20中文资料,而毕业设计 又需要附一篇资料翻译,我就写了这个东西。当然,本人水平有限,况且写的 相当仓促,谬误之处定然甚多,请导师、各位师长、各位同学以及所有看到这 篇资料的朋友多多包涵,不吝指正。 另,该手册版权及相关权力属于美国DALLAS半导体公司,本文仅供用于非商业 目的的学习研究用途,若发生任何版权纠纷与本人无关。 安徽工业大学 测控技术与仪器专业031班 徐亦朱 07年5月18日 报警寄存器 配置寄存器 ROM指令 功能指令 复位和存在脉冲 操作举例
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