Зонд датчика DS18B20

The ds18b20 temperature sensor probe has high accuracy. The temperature measurement accuracy can reach 0.01℃, and the temperature measurement accuracy in the wide temperature range is 0.1℃. Good stability and high precision in mass production.

The DS18B20 digital sensor probe and cable are easy to connect and can be used in a variety of situations after being packaged. Such as stainless steel straight pipe type, різьбового типу, магнітний адсорбційний тип, різні моделі, включаючи LTM8877, LTM8874 тощо.
DS18B20 — широко використовуваний цифровий датчик температури. It outputs a digital signal and has the characteristics of small size, Низький апаратне забезпечення, strong anti-interference ability and high accuracy. Його зовнішній вигляд в основному змінюється залежно від програми. Інкапсульований DS18B20 можна використовувати для вимірювання температури кабелю, вимірювання температури циркуляції доменної води, вимірювання температури котла, вимірювання температури машинного приміщення, вимірювання температури сільськогосподарської теплиці, вимірювання температури чистого приміщення, вимірювання температури на складах боєприпасів та інші випадки, пов’язані з обмеженням температури. Зносостійкий і ударостійкий, невеликі за розміром, простий у використанні, з різними формами упаковки, він підходить для цифрового вимірювання температури та контролю різного невеликого космічного обладнання.

Main features of DS18B20 sensor probe
1. Основні характеристики DS18B20
1.1. The adaptable voltage range is wider, діапазон напруги: 3.0~5.5V, and can be powered by the data line in parasitic power mode
1.2. Унікальний метод однопровідного інтерфейсу. При підключенні DS18B20 до мікропроцесора, йому потрібна лише одна лінія порту для досягнення двостороннього зв’язку між мікропроцесором і DS18B20.
1.3. DS18B20 supports multi-point networking function. Multiple DS18B20 can be connected in parallel on the only three lines to achieve multi-point temperature measurement.
1.4. DS18B20 does not require any external components during use. All sensing components and conversion circuits are integrated into an integrated circuit shaped like a triode.
1.5. Temperature range -55℃～+125℃, accuracy is ±0.5℃ at -10～+85℃
1.6. The programmable resolution is 9~12 bits, and the corresponding resolvable temperatures are 0.5℃, 0.25℃, 0.125℃ and 0.0625℃ respectively, which can achieve high-precision temperature measurement.
1.7. At 9-bit resolution, the temperature can be converted into numbers in up to 93.75ms. At 12-bit resolution, the temperature value can be converted into numbers in up to 750ms, which is faster.
1.8. The measurement results directly output digital temperature signals and are serially transmitted to the CPU via the "однолінійний автобус". В той же час, the CRC check code can be transmitted, which has strong anti-interference and error correction capabilities.
1.9. Negative voltage characteristics: When the polarity of the power supply is reversed, the chip will not be burned due to heat, but it will not work properly.

2. Appearance and internal structure of DS18B20 sensor
The internal structure of the DS18B20 sensor mainly consists of four parts: 64-розрядна фотолітографія ROM, датчик температури, енергонезалежний сигнал тривоги температури TH і TL, and configuration register.
The appearance and pin arrangement of DS18B20 are as follows:

Визначення контакту DS18B20:
(1) DQ — це термінал введення/виведення цифрового сигналу;
(2) GND є заземленням;
(3) VDD is the input terminal of the external power supply (заземлений в режимі паразитної електропроводки).
3. Working principle of DS18B20
The reading and writing timing and temperature measurement principle of DS18B20 are the same as those of DS1820, except that the number of digits of the temperature value obtained is different due to different resolutions, а час затримки під час перетворення температури зменшено з 2 с до 750 мс. The oscillation rate of high temperature coefficient crystal oscillator changes significantly with temperature changes, а згенерований сигнал використовується як імпульсний вхід лічильника 2. Лічильник 1 і температурний регістр попередньо встановлено на базове значення, що відповідає -55°C. Лічильник 1 відраховує імпульсний сигнал, створений кварцевим генератором з низьким температурним коефіцієнтом. Коли встановлене значення лічильника 1 зменшується до 0, значення температурного регістра буде збільшено на 1, попередньо встановлене значення лічильника 1 буде перезавантажено, і лічильник 1 перезапустить підрахунок імпульсних сигналів, створених кристалічним генератором з низьким температурним коефіцієнтом. Цей цикл триває до лічильника 2 зараховує до 0, потім припиняє накопичувати значення регістра температури. В цей час, значення в реєстрі температури є виміряною температурою. The slope accumulator in Figure 3 is used to compensate and correct the nonlinearity in the temperature measurement process, і його вихід використовується для корекції попередньо встановленого значення лічильника 1.

ds18b20 sensor with accuracy up to 0.01℃

Індивідуальний зонд і кабель датчика ds18b20

DS18B20 has 4 main data components:
(1) The 64-bit serial number in the photoetched ROM is photoetched before leaving the factory. Його можна розглядати як серійний код адреси DS18B20. Розташування 64-розрядного фотолітографічного ПЗУ є: перший 8 шматочки (28H) є номером типу продукту, and the next 48 біти є серійним номером самого DS18B20. The last 8 bits are the cyclic redundancy check code of the previous 56 шматочки (CRC=X8+X5+X4+1). The function of photolithography ROM is to make each DS18B20 different, так що кілька DS18B20 можна підключити до однієї шини.
(2) Датчик температури в DS18B20 може завершити вимірювання температури. Візьмемо як приклад 12-бітне перетворення: it is provided in the form of 16-bit sign-extended two's complement reading, виражається у вигляді 0,0625°C/LSB, де S - знаковий біт.
Це 12-бітні дані, отримані після 12-бітного перетворення, який зберігається в двох 8-розрядних RAM 18B20. Перший 5 bits in binary are the sign bits. Якщо виміряна температура перевищує 0, ці 5 біти є 0. Просто помножте виміряне значення на 0.0625 щоб отримати фактичну температуру. Якщо температура нижче ніж 0, ці 5 біти є 1, і виміряне значення потрібно інвертувати, плюс 1, а потім помножити на 0.0625 щоб отримати фактичну температуру. Наприклад, цифровий вихід +125 ℃ становить 07D0H, цифровий вихід +25,0625 ℃ становить 0191H, цифровий вихід -25,0625 ℃ є FE6FH, і цифровий вихід -55 ℃ є FC90H.
(3) DS18B20 temperature sensor memory DS18B20. The internal memory of the temperature sensor includes a high-speed scratchpad RAM and a non-volatile electrically erasable EEPRAM, which stores the high-temperature and low-temperature flip-flops TH, ТЛ і структурні регістри.
(4) Configuration register The meaning of each bit of this byte is as follows:
Таблиця 3: Configuration register structure

Молодші п'ять бітів завжди "1", and TM is the test mode bit, який використовується для встановлення того, чи перебуває DS18B20 у робочому чи тестовому режимі. Цей біт встановлено на 0 коли DS18B20 покине завод, і користувачі не повинні змінювати його. R1 і R0 використовуються для встановлення роздільної здатності, як показано в наступній таблиці: (DS18B20 встановлено на 12 біт при відвантаженні з заводу)
Таблиця 4: Temperature resolution setting table

4. High-speed temporary storage memory The high-speed temporary storage memory consists of 9 байтів, and its allocation is shown in Table 5. When the temperature conversion command is issued, the converted temperature value is stored in the 0th and 1st bytes of the cache memory in two-byte complement form. The microcontroller can read this data through the single-wire interface. When reading, the low bit is in front and the high bit is in the back. The data format is shown in Table 1. Corresponding temperature calculation: When the sign bit S=0, directly convert the binary bit to decimal; when S=1, first convert the complement to the original code, and then calculate the decimal value. Таблиця 2 shows some of the corresponding temperature values. Дев'ятий байт є байтом перевірки надмірності.
Таблиця 5: DS18B20 temporary register distribution

Відповідно до протоколу зв'язку DS18B20, the host (single chip microcomputer) must go through three steps to control DS18B20 to complete temperature conversion: DS18B20 необхідно скидати перед кожним читанням і записом. After the reset is successful, a ROM command is sent, and finally a RAM command is sent, so that the predetermined operation can be performed on the DS18B20. Скидання вимагає, щоб головний процесор перетягнув лінію передачі даних 500 мікросекунд, а потім відпустіть. When DS18B20 receives the signal, it waits for about 16 до 60 мікросекунди, а потім надсилає низький імпульс 60 до 240 мікросекунди. Головний процесор отримує цей сигнал, щоб вказати на успішне скидання.
Таблиця 6: ROM instruction list