目录
[1.1 核心参数](#1.1 核心参数)
[1.2 内部结构](#1.2 内部结构)
[2.1 引脚定义](#2.1 引脚定义)
[2.2 关键电路要求](#2.2 关键电路要求)
[3.1 DS18B20 温度采集流程](#3.1 DS18B20 温度采集流程)
[3.2 DS18B20 操作时序](#3.2 DS18B20 操作时序)
[3.2.1 复位时序](#3.2.1 复位时序)
[3.2.1 写时序](#3.2.1 写时序)
[3.2.2 读时序](#3.2.2 读时序)
[4.1 数据存储格式](#4.1 数据存储格式)
[4.2 温度计算方法](#4.2 温度计算方法)
一、核心特性与内部结构
1.1 核心参数
- 测温范围：-55℃ ~ +125℃，在 - 10℃~+85℃范围内精度可达 ±0.5℃；
- 分辨率（传感器对温度变化的敏感程度 / 精度）：
- 9位：0.5℃
- 10位：0.25℃
- 11位：0.125℃
- 12位（默认）：0.0625℃
- 通信方式：单总线（1-Wire），双向数据传输，仅需 1 根 I/O 线；
- 供电方式：支持外部供电（3.0V~5.5V）和寄生供电（从数据线取电）；
- 存储特性：内置 64 位唯一 ROM 序列号（出厂光刻），支持单总线多设备组网。
1.2 内部结构
- ROM（只读存储器）：存储 64 位唯一地址，格式为 "8 位家族码 + 48 位序列号 + 8 位 CRC 校验码"，用于多设备区分；
- 高速暂存器（9 字节）：第 0~1 字节存储温度数据（低字节 + 高字节），第 2~3 字节为报警阈值（TH/TL），第 4 字节为配置寄存器（控制分辨率）；
- EEPROM：非易失性存储，用于保存 TH、TL 和配置寄存器数据，掉电不丢失。
二、接线与电路要求
2.1 引脚定义
引脚排列图 
原理图
| 引脚序号 | 引脚名称 | 核心功能 | 连接说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | 接地 | 接单片机 GND，确保共地 |
| 2 | DQ | 数据引脚 | 接单片机任意 I/O 口（如 P3.7），需上拉电阻 |
| 3 | VCC | 电源引脚 | 外部供电时接 3.0V~5.5V，寄生供电时接地 |
2.2 关键电路要求
- 上拉电阻：DQ 引脚必须串联 4.7kΩ~10kΩ 上拉电阻至 VCC，确保总线空闲时为高电平，避免信号失真；
- 供电选择：优先采用外部供电（VCC 接电源），稳定性优于寄生供电；寄生供电时需在温度转换期间保持总线高电平，必要时添加强上拉电路；
- 抗干扰：长距离传输（超过 10 米）需使用屏蔽线，屏蔽层接地，避免电磁干扰。
三、单总线通信协议
DS18B20 的所有通信都依赖单总线协议，需严格遵循**"初始化→ROM 命令→功能命令"**的流程，时序精度直接决定通信成败。
3.1 DS18B20 温度采集流程
温度采集流程
3.2 DS18B20 操作时序
3.2.1 复位时序
- 主机拉低总线大于 480μs（复位脉冲）
- 主机拉高总线，转换输入模式
- DS18B20 在 15~60μs 去检测是否出现上升沿
- DS18B20 在 60~240μs 内拉低总线（存在脉冲）
复位时序
3.2.1 写时序
- 写0：
- 主机将总线拉低至少 60μs
- DS18B20 在 60μs 内去采样，采到低电平，则代表主机向 DS18B20 发送了一个 bit'0'
- 最后主机将总线拉高
- 写1：
- 主机将总线拉低大于 1μs
- 主机释放总线，将总线拉高
- 主机延时至少 45μs，确保 DS18B20 能够采样到一个高电平
写时序
3.2.2 读时序
- 主机将总线拉低大于 1μs
- 主机立刻释放总线，将总线拉为高电平（DS18B20控制总线）
- 主机大约在 15μs 左右去采样
- 采到低电平，代表读到了 0，采到高电平，代表读到 1
读时序
四、温度数据格式与计算
4.1 数据存储格式
温度数据以 16 位带符号二进制补码形式存储在暂存器第 0 字节（低字节）和第 1 字节（高字节），格式如下（12 位分辨率）：
- S：符号位，S=0 表示正温度，S=1 表示负温度；
- bit7~bit0：低字节数据，其中 bit3~bit0 为小数部分，bit7~bit4 为整数部分低 4 位；
- 高字节 bit11~bit8：整数部分高 5 位（12 位分辨率时）。
输出示例
4.2 温度计算方法
- 合并高、低字节：将高字节左移 8 位，与低字节按位或，得到 16 位完整数据；
- 符号判断与转换：
- 正温度（S=0）：直接用 16 位数据 ×0.0625（12 位分辨率）；
- 负温度（S=1）：先对 16 位数据取反加 1（补码转原码），再 ×0.0625，结果加负号；
- 公式：
五、重点内容
- DS18B20 传感器量程、精度、分辨率、工作电压
- DS18B20 接口（GPIO 单总线）
- DS18B20 采集流程
- DS18B20 时序