Ο αισθητήρας και καλώδιο αισθητήρα DS18B20

Ο αισθητήρας θερμοκρασίας ds18b20 έχει υψηλή ακρίβεια. Η ακρίβεια μέτρησης θερμοκρασίας μπορεί να φτάσει το 0,01℃, και η ακρίβεια μέτρησης θερμοκρασίας στο ευρύ φάσμα θερμοκρασιών είναι 0,1℃. Καλή σταθερότητα και υψηλή ακρίβεια στη μαζική παραγωγή.

Ο αισθητήρας και το καλώδιο ψηφιακού αισθητήρα DS18B20 συνδέονται εύκολα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορες καταστάσεις μετά τη συσκευασία. Όπως ευθύς τύπος σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα, τύπος με σπείρωμα, τύπος προσρόφησης μαγνήτη, Διάφορα μοντέλα, συμπεριλαμβανομένου του LTM8877, LTM8874 και ούτω καθεξής.
Ο DS18B20 είναι ένας ευρέως χρησιμοποιούμενος ψηφιακός αισθητήρας θερμοκρασίας. Εξάγει ψηφιακό σήμα και έχει τα χαρακτηριστικά του μικρού μεγέθους, χαμηλό κόστος υλικού, ισχυρή ικανότητα κατά των παρεμβολών και υψηλή ακρίβεια. Η εμφάνισή του αλλάζει κυρίως ανάλογα με την εφαρμογή. Το ενθυλακωμένο DS18B20 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μέτρηση θερμοκρασίας καλωδίου, μέτρηση θερμοκρασίας κυκλοφορίας νερού υψικαμίνου, μέτρηση θερμοκρασίας λέβητα, μέτρηση θερμοκρασίας δωματίου του μηχανήματος, γεωργική μέτρηση θερμοκρασίας θερμοκηπίου, μέτρηση θερμοκρασίας καθαρού δωματίου, μέτρηση θερμοκρασίας αποθήκης πυρομαχικών και άλλες περιπτώσεις μη οριακής θερμοκρασίας. Ανθεκτικό στη φθορά και ανθεκτικό στις κρούσεις, μικρό μέγεθος, εύχρηστος, με διάφορες μορφές συσκευασίας, είναι κατάλληλο για ψηφιακή μέτρηση θερμοκρασίας και έλεγχο διαφόρων μικρών διαστημικών εξοπλισμών.

Κύρια χαρακτηριστικά του αισθητήρα DS18B20
1. Κύρια χαρακτηριστικά του DS18B20
1.1. Το προσαρμόσιμο εύρος τάσης είναι ευρύτερο, εύρος τάσης: 3.0~5,5V, και μπορεί να τροφοδοτηθεί από τη γραμμή δεδομένων σε λειτουργία παρασιτικής ισχύος
1.2. Μοναδική μέθοδος διασύνδεσης μονού καλωδίου. Όταν το DS18B20 είναι συνδεδεμένο στον μικροεπεξεργαστή, Χρειάζεται μόνο μία γραμμή θύρας για να επιτύχει αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ του μικροεπεξεργαστή και του DS18B20.
1.3. Το DS18B20 υποστηρίζει λειτουργία δικτύωσης πολλαπλών σημείων. Πολλαπλές DS18B20 μπορούν να συνδεθούν παράλληλα στις τρεις μόνο γραμμές για να επιτευχθεί μέτρηση θερμοκρασίας σε πολλά σημεία.
1.4. Το DS18B20 δεν απαιτεί εξωτερικά εξαρτήματα κατά τη χρήση. Όλα τα αισθητήρια εξαρτήματα και τα κυκλώματα μετατροπής είναι ενσωματωμένα σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα σε σχήμα τριόδου.
1.5. Εύρος θερμοκρασίας -55℃~+125℃, η ακρίβεια είναι ±0,5℃ σε -10~+85℃
1.6. Η προγραμματιζόμενη ανάλυση είναι 9~12 bit, και οι αντίστοιχες επιλύσιμες θερμοκρασίες είναι 0,5℃, 0.25℃, 0.125℃ και 0,0625℃ αντίστοιχα, που μπορεί να επιτύχει μέτρηση θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας.
1.7. Σε ανάλυση 9 bit, η θερμοκρασία μπορεί να μετατραπεί σε αριθμούς έως και 93,75ms. Σε ανάλυση 12 bit, η τιμή θερμοκρασίας μπορεί να μετατραπεί σε αριθμούς έως και 750ms, που είναι πιο γρήγορο.
1.8. Τα αποτελέσματα της μέτρησης εξάγουν απευθείας ψηφιακά σήματα θερμοκρασίας και μεταδίδονται σειριακά στην CPU μέσω του "λεωφορείο μιας γραμμής". Συγχρόνως, ο κωδικός ελέγχου CRC μπορεί να μεταδοθεί, που διαθέτει ισχυρές δυνατότητες κατά των παρεμβολών και διόρθωσης σφαλμάτων.
1.9. Χαρακτηριστικά αρνητικής τάσης: Όταν αντιστραφεί η πολικότητα του τροφοδοτικού, το τσιπ δεν θα καεί λόγω θερμότητας, αλλά δεν θα λειτουργήσει σωστά.

2. Εμφάνιση και εσωτερική δομή του αισθητήρα DS18B20
Η εσωτερική δομή του αισθητήρα DS18B20 αποτελείται κυρίως από τέσσερα μέρη: 64-bit φωτολιθογραφία ROM, αισθητήρας θερμοκρασίας, μη πτητικός συναγερμός θερμοκρασίας ενεργοποιεί TH και TL, και καταχωρητής διαμόρφωσης.
Η εμφάνιση και η διάταξη των πείρων του DS18B20 έχουν ως εξής:

Ορισμός ακίδων DS18B20:
(1) Το DQ είναι το τερματικό εισόδου/εξόδου ψηφιακού σήματος;
(2) Το GND είναι η γείωση ισχύος;
(3) Το VDD είναι ο ακροδέκτης εισόδου του εξωτερικού τροφοδοτικού (γειωμένο στη λειτουργία παρασιτικής καλωδίωσης ισχύος).
3. Αρχή λειτουργίας του DS18B20
Ο χρονισμός ανάγνωσης και εγγραφής και η αρχή μέτρησης θερμοκρασίας του DS18B20 είναι ίδιες με αυτές του DS1820, εκτός από το ότι ο αριθμός των ψηφίων της τιμής θερμοκρασίας που λαμβάνεται είναι διαφορετικός λόγω διαφορετικών αναλύσεων, και ο χρόνος καθυστέρησης κατά τη μετατροπή της θερμοκρασίας μειώνεται από 2s σε 750ms. Ο ρυθμός ταλάντωσης του κρυσταλλικού ταλαντωτή με υψηλό συντελεστή θερμοκρασίας αλλάζει σημαντικά με τις αλλαγές θερμοκρασίας, και το δημιουργημένο σήμα χρησιμοποιείται ως εισροή παλμού του μετρητή 2. Μετρητής 1 και ο καταχωρητής θερμοκρασίας έχει προκαθοριστεί σε μια βασική τιμή που αντιστοιχεί σε -55°C. Μετρητής 1 μετρά αντίστροφα το παλμικό σήμα που παράγεται από τον κρυσταλλικό ταλαντωτή χαμηλού συντελεστή θερμοκρασίας. Όταν η προκαθορισμένη τιμή του μετρητή 1 μειώνεται σε 0, η τιμή του καταχωρητή θερμοκρασίας θα αυξηθεί κατά 1, την προκαθορισμένη τιμή του μετρητή 1 θα επαναφορτωθεί, και μετρητής 1 θα ξαναρχίσει να μετράει τα σήματα παλμών που παράγονται από τον κρυσταλλικό ταλαντωτή χαμηλού συντελεστή θερμοκρασίας. Αυτός ο κύκλος συνεχίζεται μέχρι το μετρητή 2 μετράει σε 0, τότε σταματά να συσσωρεύει την τιμή του καταχωρητή θερμοκρασίας. Αυτή τη στιγμή, η τιμή στον καταχωρητή θερμοκρασίας είναι η μετρούμενη θερμοκρασία. Ο συσσωρευτής κλίσης στο Σχήμα 3 χρησιμοποιείται για να αντισταθμίσει και να διορθώσει τη μη γραμμικότητα στη διαδικασία μέτρησης της θερμοκρασίας, και η έξοδος του χρησιμοποιείται για τη διόρθωση της προκαθορισμένης τιμής του μετρητή 1.

Αισθητήρας ds18b20 με ακρίβεια έως 0,01℃

Προσαρμοσμένος αισθητήρας και καλώδιο αισθητήρα DS18B20

Το DS18B20 έχει 4 κύρια στοιχεία δεδομένων:
(1) Ο σειριακός αριθμός 64-bit στη φωτοχαραγμένη ROM φωτοχαράσσεται πριν φύγει από το εργοστάσιο. Μπορεί να θεωρηθεί ως ο σειριακός κωδικός διεύθυνσης του DS18B20. Η διάταξη της ROM φωτολιθογραφίας 64 bit είναι: το πρώτο 8 κομμάτια (28H) είναι ο αριθμός τύπου προϊόντος, και το επόμενο 48 bit είναι ο σειριακός αριθμός του ίδιου του DS18B20. Το τελευταίο 8 bit είναι ο κυκλικός κώδικας ελέγχου πλεονασμού του προηγούμενου 56 κομμάτια (CRC=X8+X5+X4+1). Η λειτουργία της φωτολιθογραφίας ROM είναι να κάνει κάθε DS18B20 διαφορετικό, ώστε να μπορούν να συνδεθούν πολλαπλά DS18B20 σε έναν δίαυλο.
(2) Ο αισθητήρας θερμοκρασίας στο DS18B20 μπορεί να ολοκληρώσει τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Πάρτε για παράδειγμα τη μετατροπή 12 bit: παρέχεται με τη μορφή συμπληρωματικής ανάγνωσης 16-bit με εκτεταμένο σύμβολο δύο, εκφράζεται με τη μορφή 0,0625°C/LSB, όπου S είναι το bit πρόσημου.
Αυτά είναι τα δεδομένα 12 bit που λαμβάνονται μετά από μετατροπή 12 bit, το οποίο είναι αποθηκευμένο σε δύο 8-bit RAM του 18B20. Το πρώτο 5 τα bit σε δυαδικό είναι τα bit πρόσημου. Εάν η μετρούμενη θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από 0, αυτοί 5 bits είναι 0. Απλώς πολλαπλασιάστε τη μετρούμενη τιμή επί 0.0625 για να πάρετε την πραγματική θερμοκρασία. Εάν η θερμοκρασία είναι μικρότερη από 0, αυτοί 5 bits είναι 1, και η μετρούμενη τιμή πρέπει να αντιστραφεί, συν 1, και μετά πολλαπλασιάζεται επί 0.0625 για να πάρετε την πραγματική θερμοκρασία. Για παράδειγμα, η ψηφιακή έξοδος +125℃ είναι 07D0H, η ψηφιακή έξοδος +25,0625℃ είναι 0191H, η ψηφιακή έξοδος -25,0625℃ είναι FE6FH, και η ψηφιακή έξοδος -55℃ είναι FC90H.
(3) Μνήμη αισθητήρα θερμοκρασίας DS18B20 DS18B20. Η εσωτερική μνήμη του αισθητήρα θερμοκρασίας περιλαμβάνει μια υψηλής ταχύτητας Scratchpad RAM και μια μη πτητική ηλεκτρικά διαγραφόμενη EEPRAM, που αποθηκεύει τις σαγιονάρες υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας TH, TL και δομικά μητρώα.
(4) Καταχωρητής διαμόρφωσης Η σημασία κάθε bit αυτού του byte είναι η εξής:
Τραπέζι 3: Δομή μητρώου διαμόρφωσης

Τα κάτω πέντε bit είναι πάντα "1", και το TM είναι το bit λειτουργίας δοκιμής, που χρησιμοποιείται για να ρυθμίσετε εάν το DS18B20 βρίσκεται σε λειτουργία λειτουργίας ή δοκιμαστική λειτουργία. Αυτό το bit έχει οριστεί σε 0 όταν το DS18B20 φεύγει από το εργοστάσιο, και οι χρήστες δεν πρέπει να το αλλάξουν. Τα R1 και R0 χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της ανάλυσης, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: (Το DS18B20 έχει ρυθμιστεί σε 12 bits κατά την αποστολή από το εργοστάσιο)
Τραπέζι 4: Πίνακας ρύθμισης ανάλυσης θερμοκρασίας

4. Προσωρινή μνήμη αποθήκευσης υψηλής ταχύτητας Η προσωρινή μνήμη αποθήκευσης υψηλής ταχύτητας αποτελείται από 9 byte, και η κατανομή του φαίνεται στον Πίνακα 5. Όταν εκδοθεί η εντολή μετατροπής θερμοκρασίας, η τιμή θερμοκρασίας που έχει μετατραπεί αποθηκεύεται στο 0ο και 1ο byte της κρυφής μνήμης σε μορφή συμπληρώματος δύο byte. Ο μικροελεγκτής μπορεί να διαβάσει αυτά τα δεδομένα μέσω της διεπαφής ενός καλωδίου. Κατά την ανάγνωση, το χαμηλό μπιτ είναι μπροστά και το ψηλό στο πίσω μέρος. Η μορφή δεδομένων εμφανίζεται στον Πίνακα 1. Αντίστοιχος υπολογισμός θερμοκρασίας: Όταν το πρόσημο bit S=0, μετατρέψτε απευθείας το δυαδικό bit σε δεκαδικό; όταν S=1, πρώτα μετατρέψτε το συμπλήρωμα στον αρχικό κώδικα, και μετά υπολογίστε την δεκαδική τιμή. Τραπέζι 2 δείχνει κάποιες από τις αντίστοιχες τιμές θερμοκρασίας. Το ένατο byte είναι το byte ελέγχου πλεονασμού.
Τραπέζι 5: Διανομή προσωρινού μητρώου DS18B20

Σύμφωνα με το πρωτόκολλο επικοινωνίας του DS18B20, ο οικοδεσπότης (μικροϋπολογιστής με ένα τσιπ) πρέπει να περάσουν από τρία βήματα για τον έλεγχο του DS18B20 για την ολοκλήρωση της μετατροπής θερμοκρασίας: Το DS18B20 πρέπει να μηδενίζεται πριν από κάθε ανάγνωση και εγγραφή. Αφού η επαναφορά είναι επιτυχής, αποστέλλεται μια εντολή ROM, και τέλος στέλνεται μια εντολή RAM, ώστε να μπορεί να εκτελεστεί η προκαθορισμένη λειτουργία στο DS18B20. Η επαναφορά απαιτεί από την κύρια CPU να τραβήξει τη γραμμή δεδομένων προς τα κάτω 500 μικροδευτερόλεπτα και μετά αφήστε το. Όταν το DS18B20 λάβει το σήμα, περιμένει περίπου 16 να 60 μικροδευτερόλεπτα, και μετά εκπέμπει χαμηλό παλμό 60 να 240 μικροδευτερόλεπτα. Η κύρια CPU λαμβάνει αυτό το σήμα για να υποδείξει την επιτυχή επαναφορά.
Τραπέζι 6: Λίστα οδηγιών ROM