目录
[3. 内部结构](#3. 内部结构)
[3.1 左侧：外部接口与电源相关](#3.1 左侧：外部接口与电源相关)
[3.2 中间：核心通讯与身份标识](#3.2 中间：核心通讯与身份标识)
[3.2.1 64 位 ROM](#3.2.1 64 位 ROM)
[3.2.2 单线接口](#3.2.2 单线接口)
[3.3 右上：控制与存储中心](#3.3 右上：控制与存储中心)
[3.3.1 存储器和控制器](#3.3.1 存储器和控制器)
[3.3.2 高速缓存（暂存器）](#3.3.2 高速缓存（暂存器）)
[3.4 右侧：功能元件区](#3.4 右侧：功能元件区)
[3.4.1 温度灵敏元件](#3.4.1 温度灵敏元件)
[3.4.2 低温触发器 TL / 高温触发器 TH](#3.4.2 低温触发器 TL / 高温触发器 TH)
[3.4.3 配置寄存器](#3.4.3 配置寄存器)
[3.5 下方：数据校验](#3.5 下方：数据校验)
[4. 温度读取过程](#4. 温度读取过程)
[4.1 读取流程](#4.1 读取流程)
[4.2 命令](#4.2 命令)
3. 内部结构
3.1 左侧：外部接口与电源相关
电源检测：判断 DS18B20 的供电方式（是外部电源供电，还是寄生电源（DQ 线供电）），确保器件在不同供电模式下稳定工作。
旁边的二极管 / 电路：是总线保护电路（比如防反接、防过压），避免外部电路异常（比如电压接反）损坏 DS18B20。
3.2 中间：核心通讯与身份标识
3.2.1 64 位 ROM
DS18B20 的 "身份证"------ 出厂固化的全球唯一 64 位地址（前面提过的 "家族码 + 序列号 + CRC 码"），用来在多传感器组网时区分不同器件。
开始 8 位是"家族码"/产品类型标号（DS18B20 固定为 0x28）；
紧接着 48 位是"唯一序列号"（相当于传感器的 "身份证号"）；
最后 8 位是前面 56 位的"CRC 校验码"/循环冗余校验码（验证地址正确性）。
光刻的作用是使每一个 DS18B20 都各不相同，这样就可实现一根总线上挂接多个 DS18B20
3.2.2 单线接口
就是和单片机连接的DQ 口，负责接收单片机的指令（比如 "启动测温""读温度"），同时把温度数据、配置信息发回单片机。
3.3 右上：控制与存储中心
3.3.1 存储器和控制器
DS18B20 的 "大脑"------ 负责协调所有模块工作：
接收单线接口传来的单片机指令，指挥其他模块执行（比如 "让温度元件开始测温"）；
管理数据的存储、读写（比如把测温结果存到缓存里）。
3.3.2 高速缓存（暂存器）
临时 "货架"------ 用来存实时温度数据，以及用户设置的参数：
温后的数字温度值（核心数据）；
低温触发阈值 TL（比如 "温度低于 10℃告警"）；
高温触发阈值 TH（比如 "温度高于 30℃告警"）；
配置寄存器的内容（比如温度分辨率）
其由 9 个字节组成：
当温度转换命令（44H）发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速缓存存储器的第 0（低字节（LS Byte）） 、1（高字节（MS Byte））个字节，即低字节存低 8 位，高字节存高 8 位
该两个字节，高字节的前五位是符号位 S，单片机可通过单线接口读到该数据
读取时**低位在前，高位在后，**数据格式如下：
如何计算呢？
温度有正负（比如 +10℃、-5℃），而计算机用 "补码" 统一表示正负数值；
高字节（MS Byte）的前 5 位（bit15~bit11）是 "符号位 S"，它决定温度的正负：
若 S=0（前 5 位全是 0）：温度是正数
若 S=1（前 5 位全是 1）：温度是负数
每个 bit 对应不同的 "温度权重"（直接对应温度的数值部分）：
低字节（LS Byte，bit7~bit0） ：对应温度的 "整数低位 + 小数位 "，权重从2³（8℃）到2⁻⁴（0.0625℃）；
高字节（MS Byte，bit10~bit8） ：对应温度的 "整数高位 "，权重从2⁴（16℃）到2⁶（64℃）；
高字节前 5 位（bit15~bit11）：仅作符号位 S，无数值权重。
DS18B20 默认是 12 位分辨率，所以温度值 = "16 位补码对应的数值"，直接通过 bit 的权重相加得到（不用额外换算）。
例子 1：正数温度（比如 + 12.5℃）
- 符号位 S=0（高字节前 5 位是
00000）； - 12.5℃的组成：
8℃（2³） + 4℃（2²） + 0.5℃（2⁻¹）； - 对应寄存器的 bit 状态：
- 低字节（LS Byte）：bit7=1（2³）、bit6=1（2²）、bit3=1（2⁻¹），其余 bit=0 → 低字节是
1100 1000； - 高字节（MS Byte）：符号位
00000+ 其余 bit=0 → 高字节是00000000；
- 低字节（LS Byte）：bit7=1（2³）、bit6=1（2²）、bit3=1（2⁻¹），其余 bit=0 → 低字节是
- 组合 16 位补码：
00000000 11001000，直接相加权重：8+4+0.5=12.5℃。
例子 2：负数温度（比如 - 5℃）
负数用 "补码" 表示，规则是 "绝对值的二进制取反 + 1"：
5℃=4℃（2²）+1℃（2⁰），对应寄存器的 bit：
- 低字节：bit6=1（2²=4）、bit4=1（2⁰=1），其余 bit=0 → 低字节是
01010000（二进制）； - 高字节：无高位整数（5<16），所以高字节是
00000000（二进制）；→ 5℃的 16 位二进制（原码）：00000000 01010000。 - 对绝对值的 16 位原码取反 ：
00000000 01010000取反 →11111111 10101111； - 取反后加 1 ：
11111111 10101111 + 1 = 11111111 10110000；→ -5℃的 16 位补码：11111111 10110000。
单片机怎么读？
单片机通过单线接口，先读 "低字节（缓存第 0 字节）"、再读 "高字节（缓存第 1 字节）"，把这两个字节组合成 16 位补码后：
- 若 S=0：直接按 bit 权重相加得到正数温度；
- 若 S=1：把补码转成原码（取反 + 1），再加上负号得到负数温度。
3.4 右侧：功能元件区
3.4.1 温度灵敏元件
DS18B20 的 "测温探头"------ 把环境温度转换成数字信号（前面说的 "无需 AD 转换"，就是这个元件内部完成了 "温度→数字" 的转换）。
3.4.2 低温触发器 TL / 高温触发器 TH
用户可设置的 "温度告警阈值"------ 比如设置 TH=35℃、TL=5℃，当温度超过 35℃或低于 5℃时，DS18B20 会标记 "告警状态"（单片机可以读取这个状态）。
3.4.3 配置寄存器
控制 "测温精度"------ 可以设置 DS18B20 的测温分辨率（9~12 位），对应精度是 0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃（默认是 12 位，精度 0.0625℃）。
结构如下：
① 低五位一直都是" 1 "
② TM 是测试模式位，用于设置是工作模式还是测试模式，出厂时被设置为 0，无需改动
③ R1、R0 用来设置其精度（分辨率）
可设置为 9位，10位，11位，12位，对应分辨率温度为0.5°C，0.25°C，0.125°C，0.0625°C
默认为 12 位，即 R1 = 1，R0 = 1；
3.5 下方：数据校验
8 位 CRC 生成器：DS18B20 的 "数据安检员"------ 在传输数据（比如 64 位 ROM 地址、温度值）时，生成一个 8 位的校验码，单片机可以通过校验码判断数据有没有传错（避免通讯干扰导致的错误数据）。
DS18B20 温度传感器的内部存储器包括一个高速的暂存器 RAM 和一个非易失性的可电擦除的 EEPROM（存放高温存储器TH、低温存储器TL、配置寄存器）
4. 温度读取过程
4.1 读取流程
DS18B20 典型的温度读取过程（单传感器场景下，而非多传感器组网）：
复位------发 SKIP ROM 命令（OXCC）------发开始转换命令（OX44）------延时------
复位------发送SKIP ROM命令------发读存储器命令（OXBE）------连续读出两个字节数据（即温度）------结束
（本质是 "复位→启动测温→等结果→复位→读数据" 的完整闭环）
① 复位
主机拉低 DQ 线 >= 48 us，释放后检测传感器的应答，确认传感器在线
（相当于喊一声：传感器，你在吗？）
② 发 SKIP ROM 命令（OXCC）
单传感器专属操作（跳过匹配 ROM 地址的步骤，因为只有一个传感器，不用点名），直接进入功能指令阶段
（相当于"不用喊名字，直接说"接下来听指令" "）
③ 发开始转换命令（OX44）
告诉传感器 "开始测当前温度"，传感器会启动内部的温度灵敏元件，把温度转成数字值存到高速缓存（相当于 "说'现在测温度！'"）
④ 延时
DS18B20 测温需要时间（12 位分辨率下约 750ms，分辨率越低耗时越短），必须等转换完成才能读数据，否则读到的是旧数据 / 错误数据（相当于**"等传感器'算完温度'**"）。
⑤ 复位
再次建立通讯：测温完成后，需要重新复位，让传感器进入 "等待指令" 状态（相当于 "测完温度了，再喊一声'准备好给我数据了吗？'"）。
⑥ 发送SKIP ROM命令
再次跳过地址匹配：还是因为单传感器，直接进入读数据阶段。
（相当于 "说'现在测温度！'"）
⑦ 发读存储器命令（0xBE）
告诉传感器 "把高速缓存里的温度数据给我"（高速缓存的第 0、1 字节就是温度值）
⑧ 连续读出两个字节数据（即温度）
先读低字节、再读高字节，组合成 16 位补码，解析后得到实际温度。
⑨ 结束
通讯完成，单片机可以处理温度数据了
4.2 命令
此外，"开始转换命令（OX44），SKIP ROM命令，存储器命令（0xBE）"是什么呢？如何理解并使用？
命令的本质 = 主机（51 单片机）和 DS18B20 的 "约定暗号"
这些命令是芯片厂商（Maxim，原 Dallas）在 DS18B20 的数据手册中 "规定好的协议指令"，不是随便编的，所有 DS18B20 芯片都遵循这个约定 ------ 就像行业通用的 "摩斯密码表"，主机必须按这个表发命令，传感器才能识别。
只要记住三个核心命令的十六进制值 + 对应功能 + 使用场景即可
0xCC：单传感器时用，跳过地址；多传感器时不能用（会冲突）；
0x44：启动测温，发完必须延时（12 位分辨率等 750ms）
0xBE：读温度数据，发完后先读低字节（第 0 字节），再读高字节（第 1 字节）