1 引言

ds18b20温度控制器是以美国maxim/dallas半导体公司的单总线温度传感器ds18b20为核心，以atmel公司的at89c52为控制器制作的结构简单、测温准确、具有一定控制功能的智能温度控制器，图1为该温度控制器在电脑机箱测温控制中的应用。

通过操作面板上的3个按钮，可以设定报警温度，进而控制机箱风扇的运转与停止。

2 ds18b20特性介绍

ds18b20是dallas公司的最新单线数字温度传感器，它的体积更小、适用电压更宽、更经济，ds18b20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，一线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，为测量系统的构建引入全新概念，它的测量温度范围为－55～＋125℃，在－10～＋85℃范围内，精度为±0.5℃，现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等，与前一代产品不同，新的产品支持3～5.5v的电压范围，使系统设计更灵活、方便，而且新一代产品更便宜，体积更小，ds18b20可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5℃。可以选择更小的封装方式，更宽的电压适用范围，分辨率设定及用户设定的报警温度存储在e2prom中，掉电后依然保存，ds18b20的性能是新一代产品中最好的，性能价格比也非常出色，继“一线总线”的早期产品后，ds18b20开辟了温度传感器技术的新概念，ds18b20和ds18b22使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。

2.1 ds18b20的内部结构

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，配制寄存器。ds18b20的管脚排列如图2所示。

光刻rom中的64位序列号是出厂前被光刻好的，他可以看作是该ds18b20的地址序列码。64位光刻rom的排列是：开始8位（28h）是产品类型标号，接着的48位是该ds18b20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（crc＝x8＋x5＋x4＋1）。光刻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：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.062 5℃/lsb形式表达，其中s为符号位。

表1是12位转化后得到的12位数据，存储在18b20的2个8b的ram中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0℃，则这5位为0，只要将测到的数值乘于0.062 5即可得到实现温度，如果温度小于0℃，则这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.062 5即可得到实际温度。

例如：＋125℃的数字输出为07d0h，＋25.062 5℃的数字输出为0191h，－25.062 5℃的数字输出为ff6fh，－55℃的数字输出为fc90h。

2.2 ds18b20温度传感器的存储器

ds18b20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存ram和一个非易失性的可电擦除的e2ram，后者存放高温度和低温度触发器th，tl和结构寄存器。

暂存存储器包含了8个连续字节，前2个字节是测得的温度信息，第1个字节的内容是温度的低8位，第2个字节是温度的高8位，第3个和第4个字节是th，tl的易失性拷贝，第5个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这3个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第6、7、8个字节用于内部计算。第9个字节是冗余检验字节。

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：每一次读写之前都要对ds18b20进行复位，复位成功后发送一条rom指令，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500μs，然后释放，ds18b20收到信号后等待16－60μs左右，后发出60－240μs低脉冲，主cpu收到此信号表示复位成功。

2.3 ds18b20使用中的注意事项

ds18b20虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题：

（1）ds18b20从测温结束到将温度值转换成数字量需要一定的转换时间，这是必须保证的，不然会出现转换错误的现象，使温度输出总是显示85。

（2）在实际使用中发现，应使电源电压保持在5v左右，若电源电压过低，会使所测得的温度与实际温度出现偏高现象，经过试验发现，一般在5v左右。

（3）较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于ds18b20与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对ds18b20进行读写编程