简单认识一种外设硬件:温度传感器ds18b20

温度传感器的ds18b20算是一种很常见的硬件外设,它的优势不仅是传感器体积小,而且它的精度还挺好(-55°C to +125°C),供电为2.5V-5.5V,我们大多数都会接到5v电压。

这个传感器可以作为你认识的第一个传感器,原理图简单,引脚少,没有复杂电压逻辑。

那么我们开始简单认识一下它:

上图就是它的实物图和引脚图。它的三个引脚中有两个负责电压,VDD接入5v,GND接入地。DQ是我们的数据传输引脚,ds18b20获得的数据都会传输通过DQ引脚传输到stm32。我们大家可以准备一个oled小的显示器,到时候写入程序将传输的数据在oled屏上进行显示。


特殊机制:

DS18B20采用单总线协议,通过一个单线端口通信。当全部器件经由一个三态端口或者开漏端口与总线连接的时候,控制线需要连接一个弱上拉电阻。在这个总线系统中,微处理器(主器件)依靠每个器件独有的64位片序列号辨认总线上的器件和记录总线上的器件地址。由于每个装置有一个唯一的片序列号,总线可以连接的器件数量实际上是 无限的。单总线协议,包括指令的详细解释和"时序"见单总线系统节。

DS18B20的另一个功能是可以在没有外部电源供电的情况下工作。当总线处于高电平状态,DQ与上拉电阻连接通过单总线对器件供电。同时处于高电平状态的总线信号对内部电容(Cpp)充电,在总线处于低电平状态时,该电容提供能量给器件,该提供能量的方式成为"寄生电源"。当然DS18B20可以通过VDD管脚连接外部电源供电。

测温机制:

温度传感器的精度为用户可编程的9,10,11或12位。温度分 辨率分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。芯片在上电状态下默认的精度为12位。DS18B20启动后保持低功耗 等待状态;当需要执行温度测量和AD转换时,总线控制器必须发出44h命令。在那之后,产生的温度数据以两个字节的形式被存储到温度寄存器中,DS18B20继续保持等待状态。

DS18B20由外部电源供电时,总线控制器在温度转换 指令之后发起"读时序"(见单总线系统节),DS18B20正在温度转换中返回0,转换结束返回1。如果DS18B20由 寄生电源供电,除非在进入温度转换时总线被一个强上拉拉高,否则将不会有返回值。

报警原理:

DS18B20完成一次温度转换后,就用该温度值与存储在TH和TL寄存器中的一个字节的用户自定 义的报警阈值进行比较。标志位(S)指示温度值的正负:正数S=0,负数S=1。TH和TL寄存器是非易失性的(EEPROM) ,所以在掉电后数据仍然保持。在存储器节将解释TH和TL是如何存入寄存器的第2和第3个字节的。

当TH和TL为8位寄存器时,在与TH和TL的比较中仅适用温度寄存器的4到11位。如果测得的温度高于TH或低于TL, 报警条件成立,DS18B20内部就会置位一个报警标识。每进行一次测温就对这个标识进行一个更新。因此,如果报警 状态消失,则在下一个温度转换后,该标识将被关闭。 总线控制器通过发出报警搜索命令ECh检测总线上所有的DS18B20报警标识。任何置位报警标识的DS18B20 将响应这条命令,所以总线控制器能精确定位每一个满足报警条件的DS18B20。如果报警条件成立,而TH或TL的设 置已经改变,另一个温度转换将重新确认报警条件。

🆗,这就是这期的内容,相信你已经有了大致的了解和自己的想法了。

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