[摘 要]DS18B20数字传感器和传统的温控装置相比具有结构简单、测温精度高、稳定可靠等优点，已经得到了广泛的应用。通过将单片机和数字传感器DS18B20相连接能够更加充分的发挥出其功能特点。本文对DS18B20传感器的工作的、功能特点、内部结构进行了介绍，并介绍了单片机和数字温度传感器DS18B20接口的软件编辑实例。
　　[关键词]数字温度传感器；单片机；DS18B20；接口设计
　　中图分类号：TP212.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0109-01
　　科学技术的不断发展促进了世界的变革，出现了许多先进的工具，取代了传统工作，推动了社会的发展。在温度检测领域中，传统的温控装置通常使用的是热敏电阻组成的测温电路，通过进行A/D和D/A之间的转换实行温度的测量，这种方式受到热敏电阻不稳定性的影响，在测温过程中受外界环境的影响较大，导致缺乏精度。科学技术的发展改进了温度测量的设备，在新的温度测量装置中，由美国达拉斯公司生产的数字温度传感器DS18B20得到了广泛的应用。这种数字温度传感器需要与单片机连接才能够发挥出其全部的功能，因此进行温度传感器DS18B20和单片机的接口设计十分重要，具有重要的意义。
　　1 数字温度传感器DS18B20的特点
　　DS18B20数字温度传感器是美国达拉斯公司开发的一种单总线器件，与传统的温度测量设备相比，其具有线路简单、体积小等优点，在生产生活中得到了广泛的应用。DS18B20数字传感器采用的是3引脚TO-92的小体积封装形式，能够测量的温度范围是-55℃到125℃，同时期还能够在9到12为A/D进行精度的转换，具有较高的测量分辨率，在九位精度分辨率可以达到0.5摄氏度，在十二位精度分辨率则可以达到0.0625℃。9、10和12位精度的转换时间分别为93.75ms、187.5ms、和750ms，在传感器中还能够进行温度上下限警告的设置。表1中表示的是DS18B20数字传感器引脚功能描述：
　　DS18B20数字传感器在进行温度测量之后，会使用符号扩展开来的16位数字量来输出。除了温度测量的精确之外，DS18B20数字传感器使用起来也十分便捷，其工作电源的选择十分灵活，既可以通过固定的电源线进行连接，也可以采用移动寄生电源来进行供电，十分灵活和便捷，同时，还能够将多个这种传感器进行并联，连接到2-3跟线上。
　　DS18B20数字传感器具有的另一个优点是，该传感器中CPU仅通过一根端口线仅能够和多个DS18B20进行通信，基于此特点在应用这种传感器时仅仅需要占用小部分的微处理器端口，减少了引线和逻辑电路等在传感器使用过程中的应用，使得传感器的使用过程更加简单、便捷。基于以上特点DS18B20数字传感器十分适合应用到远距离多点温度测量系统中，为了实现该设备的快速应用，充分发挥其功能，进行数字温度传感器和单片机的接口设计就变得十分重要。
　　2 DS18B20的内部结构
　　DS18B20数字温度传感器主要由64位光刻ROM、温度传感器、非挥发性温度报警触发器TH与TL以及配置寄存器等主要结构组成，其具体的内部结构如图1所示：
　　下面对DS18B20数字传感器主要部件及其功能进行介绍：
　　（1）64位低光ROM。在这种传感器中64位ROM中的64位序列号是生产厂家在生产时就进行了光刻，所以能够把它作为这种传感器的地址序列码。按照排列顺序可以将64位光刻ROM划分成三个部分，第一部分是前八位，表示的是产品的类型标号；接下来的48位则表示的是数字温度传感器DS18B20的序列号，剩下的8位则是对前面56位号码的循环冗余校验码。在这种数字传感器中，光刻ROM的主要功是使每个DS18B20都成为不一样的，从而在一条线上能够实现多个DS18B20的连接，进而使这种温度传感器可以被更好的應用于实际的生产生活之中。
　　（2）温度传感器。在温度传感器DS18B20中温度传感器的作用非常重要，其作用是进行温度的测量。温度传感器的温度测量工作主要依靠16位符号扩展的二进制补码度数的方式来完成，并且以00625C/LSB的形式进行表达。举个例子，当进行+125℃的表达时，数字温度传感器DS18B20会以07D0H进行输出。数字温度传感器DS18B20就是以这样的方式来将测量的信息准确的传递给需要的用户的。
　　（3）高低温报警触发器TH与TL以及配置寄存器。在数字温度传感器中这种设备通常由EEPROM组成，在具体的应用过程中，通常应用一个存储器的功能命令对TH以及TL进行写入，同样的，配置寄存器也采用这种方式进行写入。
　　3 数字温度传感器DS18B20与单片机的接口设计
　　数字传感器DS18B20和单片机的连接有助于其各种功能的发挥，因此需要进行传感器和单片机的接口设计，本文以51单片机为例进行了数字传感器DS18B20和单片机微处理的典型连接。假设单片机系统中使用12MHz的晶振频率。根据数字传感器DS18B20的工作时序进行了程序的编订，INIT为初始化子程序、WRITE写子程序和READ为读子程序，数字的读写从低位开始逐渐往上读写。数字温度传感器DS18B20将通过信息的初始化、ROM操作指令以及存储器的操作指令来完成温度的转换，这三个步骤都需要在DS18S20开启的情况下进行，从而读出温度的转换值。一般将子程序GETWD读取的高位字节温度值送WDMSB单元，低位字节则送WDLSB单元，然后对温度值字节的表示格式和符号位进行转换，确定读出准确的实际温度值。如果在一条线上存在通过寄生电源连接的多个DS18B20，那么在进行接口设计时还需要考虑更多的因素，设计起来更加复杂。
　　参考文献
　　[1] 王秀俊.基于51单片机温度传感器DS18B20的应用[J].农业装备技术，2013（2）：29-31.
　　[2] 黄河，李晓，刘学瑞，等.基于DS18B20单总线数字温度计的设计与实现[J].2009.
　　[3] 张越，张炎，赵延军.基于DS18B20温度传感器的数字温度计[J].微电子学，2007，37（5）：709-711.
　　基金项目
　　该项目受”广东大学生科技创新培育专项资金”资助，立项编号是Pdjh20 17b0878。