¿Qué longitud puede tener la línea de comunicación (línea de extensión) entre el sensor de temperatura DS18B20 y el microcontrolador?
Sensor de temperatura digital TS-18B20, este producto está empaquetado con el chip sensor de temperatura digital conectable en red DS18B20 producido por la empresa estadounidense DALLAS. Es resistente al desgaste y a los impactos, de tamaño pequeño y fácil de usar. y tiene varias formas de empaque. Es adecuado para la medición y control digital de temperatura de diversos equipos para espacios pequeños. 1: Descripción del rendimiento técnico 1.1 Método único de interfaz de un solo cable, DS18B20 solo necesita una línea de puerto cuando se conecta al microprocesador para lograr una comunicación bidireccional entre el microprocesador y DS18B20.
1.2 Rango de medición de temperatura -55 ℃ ~ +125 ℃, resolución de medición de temperatura inherente 0,5 ℃.
1.3
1.4 Fuente de alimentación de funcionamiento: 3~5 V/CC
1.5 No se requieren componentes externos durante el uso
1.6 Resultados de la medición Transmisión en serie en formato digital de 9~12 dígitos
1,7 Diámetro del tubo de protección de acero inoxidable Φ6
1,8 Adecuado para diversas tuberías industriales medianas y equipos para espacios estrechos DN15~25, DN40~DN250 Temperatura medida
1.9 Rosca de instalación estándar M10X1, M12X1.5, G1/2” opcional
1.10 Salida de cable de PVC directamente o salida de caja de conexiones de bola alemana, fácil de conectar con otros aparatos eléctricos Equipo conexión
Editar esta sección | Volver al principio 2: Ámbito de aplicación 2.1 Este producto es adecuado para campos de medición y control de temperatura como congeladores, graneros, tanques de almacenamiento, salas de telecomunicaciones, salas de equipos eléctricos, canales de cables. etc.
2.2 Medición y control de temperatura de equipos industriales de espacios pequeños como rodamientos, cilindros, máquinas textiles y aires acondicionados.
2.3 Aires acondicionados, refrigeradores, congeladores y medios automotrices. y hornos de secado de baja temperatura, etc. /p>
2.5 Medición de calor en tuberías de calefacción/refrigeración, medición de energía térmica doméstica de aire acondicionado central y medición y control de temperatura en campos industriales
Editar este párrafo Volver al inicio 3: Modelo del producto y especificación modelo medición Rango de temperatura instalación longitud del cable roscado adecuado para tuberías
TS-18B20 -55~125 Ninguno 1,5 m
TS-18B20A -55~125 M10X1 1,5 m DN15~25
TS-18B20B -55~125 Caja de conexiones 1/2”G DN40~ 60
Editar esta sección Volver arriba 4: Primera línea única | interfaz, solo se necesita una línea de puerto para comunicar múltiples puntos, simplifica las aplicaciones de detección de temperatura distribuida sin componentes externos Alimentación por bus de datos disponible, rango de voltaje de 3,0 V a 5,5 V No requiere energía de respaldo Mide el rango de temperatura de -55 °C a +125 °C. El equivalente en Fahrenheit es de -67 °F a 257 °F -10 °C a +85 °C con una precisión de ±0,5 °C
Sensor de temperatura resolución programable 9~12 bits Conversión de temperatura Formato digital de 12 bits 750 ms máximo Configuración de alarma de temperatura no volátil definible por el usuario Las aplicaciones incluyen control de termostato, sistemas industriales, termómetros de electrónica de consumo o cualquier sistema sensible al calor
Descripción del DS18B20 El termómetro digital proporciona de 9 a 12 bits (programable lecturas de temperatura del dispositivo). La información se envía hacia/desde el DS18B20 a través de una interfaz de 1 cable, por lo que el microprocesador central tiene solo una conexión de un cable al DS18B20 para leer y escribir, así como para realizar conversiones de temperatura desde el. Línea de datos Al obtener energía por sí sola, no se requiere fuente de alimentación externa. Debido a que cada DS18B20 contiene un número de serie único, pueden existir varios DS18B20 en un bus al mismo tiempo. Esto permite que el sensor de temperatura se coloque en muchos lugares diferentes, incluido el aire. acondicionamiento y control ambiental, detección de la temperatura interna de equipos o máquinas del edificio y realización de monitoreo y control de procesos
Descripción de uso del paquete TO-92 de 8 pines
5 1 Tierra.
4 2 Entrada y salida de señal digital, salida de una línea: código abierto
3 3 Fuente de alimentación pin de alimentación opcional Consulte la sección "Energía parásita" para obtener más detalles. conectado a tierra para su funcionamiento. Modo de alimentación parásita.
No se requiere cableado para todos los pines no incluidos en esta tabla.
El diagrama de bloques general de la Figura 1 muestra los componentes principales del DS18B20. La estructura interna de DS18B20 consta principalmente de cuatro partes: ROM de fotolitografía de 64 bits, sensor de temperatura, activadores de alarma de temperatura no volátiles TH y TL y registro de configuración. Cuando la línea de señal del dispositivo es alta, el capacitor interno almacena energía y suministra energía al chip a través de la línea de comunicación de 1 cable, y suministra energía al chip durante el nivel bajo hasta que llega el siguiente nivel alto para recargar. La fuente de alimentación del DS18B20 también se puede obtener a partir de un voltaje externo de 3V-5,5V.
DS18B20 utiliza una interfaz de comunicación de primera línea. Debido a la interfaz de comunicación de primera línea, la configuración de la ROM debe completarse primero; de lo contrario, las funciones de memoria y control no estarán disponibles. Principalmente, primero proporcione uno de los siguientes comandos de función: 1) Leer ROM, 2) Coincidencia de ROM, 3) Buscar ROM, 4) Omitir ROM, 5) Verificación de alarma. Estas instrucciones operan en el número de serie de la ROM de fotolitografía de 64 bits de un dispositivo y pueden seleccionar un determinado dispositivo entre varios dispositivos colgados en la línea. Al mismo tiempo, el bus también puede saber cuántos y qué tipo de dispositivos están colgados. el autobús.
Si el comando hace que el DS18B20 complete con éxito la medición de temperatura, los datos se almacenan en la memoria del DS18B20. Una función de control dirige al DS18B20 para realizar mediciones de temperatura. Los resultados de la medición se colocarán en la memoria DS18B20 y se podrán leer emitiendo funciones de memoria ordenadas para leer el contenido de la memoria en el chip. La alarma de temperatura activa TH y TL tienen un byte de datos EEPROM. Si el DS18B20 no utiliza instrucciones de verificación de alarma, estos registros se pueden usar para fines generales de memoria de usuario. El chip también contiene bytes de configuración ideales para resolver conversiones de temperatura a digital. La escritura de instrucciones TH, TL y bytes de configuración se completa utilizando una instrucción de función de memoria. Lea el registro a través del búfer. Todos los datos se leen y escriben comenzando desde el bit más bajo.
DS18B20 tiene 4 componentes de datos principales:
(1) El número de serie de 64 bits en la ROM fotolitográfica se fotolitografia antes de salir de fábrica y puede considerarse como la dirección. Código de serie de DS18B20. La disposición de la ROM de fotolitografía de 64 bits es: los primeros 8 bits (28H) son el número de tipo de producto, los siguientes 48 bits son el número de serie del propio DS18B20 y los últimos 8 bits son la redundancia cíclica de 56 bits anterior. código de verificación (CRC=X8 +X5+X4+1). El propósito de la ROM de fotolitografía es hacer que cada DS18B20 sea diferente, de modo que se puedan conectar varios DS18B20 a un bus.
(2) El sensor de temperatura en DS18B20 puede completar la medición de temperatura Tomando como ejemplo la conversión de 12 bits: se proporciona en forma de lectura de complemento a dos extendida de signo de 16 bits, expresada en el. forma de 0,0625 ℃/LSB, donde S es el bit de signo.
La estructura interna de DS18B20 consta principalmente de cuatro partes: ROM de fotolitografía de 64 bits, sensor de temperatura, disparador de alarma de temperatura TH y TL y registro de configuración.
4.3.2 Memoria
La memoria del DS18B20 incluye RAM de registro de alta velocidad y RAM borrable eléctricamente. La RAM borrable eléctricamente también incluye activadores de temperatura TH y TL, y un registro de configuración. La memoria puede determinar completamente la comunicación del puerto de primera línea. Los números se escriben inicialmente en el registro usando el comando de escritura de registro, y luego el comando de lectura de registro se puede usar para confirmar estos números. Cuando se confirma, el comando de copia de registro se puede utilizar para transferir estos números a una RAM borrable eléctricamente. Este proceso asegura la integridad de los números cuando se modifican los números en los registros.
La RAM de registro de alta velocidad está compuesta por 8 bytes de memoria; el primer y segundo bytes son los bits de visualización de temperatura. El tercer y cuarto byte son para copiar TH y TL, y los números en el tercer y cuarto byte se pueden actualizar al mismo tiempo; el quinto byte es para copiar el registro de configuración, y los números en el quinto byte se pueden actualizar en; al mismo tiempo; seis Los tres bytes, siete y ocho, son utilizados por la propia computadora. El noveno byte se puede leer usando el comando de lectura de registro. Este byte se usa para verificar los ocho bytes anteriores.
4.3.3 ROM de fotolitografía de 64 bits
Los primeros 8 bits de la ROM de fotolitografía de 64 bits son el código propio del DS18B20, los siguientes 48 bits son códigos digitales continuos, y los último Los 8 bits son la verificación CRC de los primeros 56 bits.
La ROM de fotolitografía de 64 bits incluye 5 comandos de función ROM: leer ROM, coincidir ROM, saltar ROM, buscar ROM y buscar alarmas.
4.3.4 Método de conexión de la fuente de alimentación externa DS18B20
DS18B20 puede utilizar la fuente de alimentación externa VDD o la fuente de alimentación parásita interna. Cuando el puerto VDD está conectado a un voltaje de 3,0 V-5,5 V, se utiliza una fuente de alimentación externa; cuando el puerto VDD está conectado a tierra, se utiliza una fuente de alimentación parásita interna. Ya sea una fuente de alimentación parásita interna o una fuente de alimentación externa, la línea del puerto de E/S debe conectarse a una resistencia pull-up de aproximadamente 5 KΩ.
4.3.4 Proceso de procesamiento de temperatura DS18B20
4.3.4.1 Registro de configuración
El registro de configuración configura diferentes bits para determinar la temperatura y la conversión digital.
Puedes saber que R1 y R0 son los bits determinantes de la temperatura. Se pueden configurar diferentes combinaciones de R1 y R0 como visualización de temperatura de 9, 10, 11 o 12 dígitos. De esta forma se pueden conocer los tiempos de conversión correspondientes a diferentes bits de conversión de temperatura. Las resoluciones de las cuatro configuraciones son 0,5°C, 0,25°C, 0,125°C y 0,0625°C.
4.3.4.2 Lectura de temperatura
DS18B20 viene configurado como 12 bits al salir de fábrica. Al leer la temperatura se leen 16 bits, por lo que se leen 2 de los últimos 11 bits. Después de convertir la base a decimal, multiplíquela por 0,0625 para obtener la temperatura medida y aún deberá determinar si es positiva o negativa. Los primeros cinco números son bits de signo. Cuando los primeros cinco bits son 1, la temperatura leída es un número negativo; cuando los primeros cinco bits son 0, la temperatura leída es un número positivo. Los números de 16 dígitos están ordenados de menor a mayor.
4.3.4.3． Método de control DS18B20
DS18B20 tiene seis comandos de control, como se muestra en la Tabla 4.1:
La Tabla 4.1 tiene seis comandos de control para DS18B20
Instrucciones de operación del código de acuerdo de comando
Conversión de temperatura 44H Inicie DS18B20 para conversión de temperatura
Lea el registro temporal BEH Lea 9 bytes del contenido del registro temporal
Escriba el registro temporal 4EH Escriba datos Ingrese TH y TL bytes del registro temporal
Copia el registro temporal 48H y escribe los bytes TH y TL del registro temporal en E2RAM
Recupera E2RAM B8H y escríbelo en E2RAM Escribe TH y TL bytes al registro temporal TH y TL bytes
Leer el modo de fuente de alimentación B4H. Inicie DS18B20 y envíe la señal del modo de fuente de alimentación a la CPU principal.
4.3.4.4 Inicialización de DS18B20. (1) Primero configure la línea de datos en el nivel alto "1".
(2) Retraso (el requisito de tiempo no es muy estricto, pero debe ser lo más corto posible)
(3) La línea de datos se lleva al nivel bajo "0" .
(4) Retraso 750 microsegundos (el rango de tiempo puede ser de 480 a 960 microsegundos).
(5) La línea de datos se lleva al nivel alto "1".
(6) Retraso en espera (si la inicialización es exitosa, se generará un nivel bajo "0" devuelto por DS18B20 dentro de 15 a 60 milisegundos. Su existencia se puede determinar en función de este estado. Sin embargo, usted Se debe tener cuidado de no esperar indefinidamente, de lo contrario el programa entrará en un bucle infinito, por lo que se requiere control de tiempo de espera).
(7) Si la CPU lee el nivel bajo "0" en la línea de datos, aún necesitará retrasarse. El tiempo de retraso se calcula a partir del nivel alto enviado ((5) tiempo de paso). al menos 480 microsegundos.
(8) Tire de la línea de datos al nivel alto "1" nuevamente y finalice.
4.3.4.5 Operación de escritura de DS18B20
(1) La línea de datos se establece primero en el nivel bajo "0".
(2) El tiempo de retardo determinado es de 15 microsegundos.
(3) Envía bytes en orden desde el bit bajo al bit alto (solo se envía un bit a la vez).
(4) El tiempo de retardo es de 45 microsegundos.
(5) Lleve la línea de datos al nivel alto.
(6) Repita las operaciones del (1) al (6) hasta que se hayan enviado todos los bytes.
(7) Finalmente, tire de la línea de datos hacia arriba.
4.3.4.6 Operación de lectura de DS18B20
(1) Lleve la línea de datos a "1".
(2) Retraso 2 microsegundos.
(3) Lleve la línea de datos a "0".
(4) Retraso 15 microsegundos.
(5) Tire de la línea de datos hasta "1".
(6) Retraso 15 microsegundos.
(7) Lea el estado de la línea de datos para obtener 1 bit de estado y realice el procesamiento de datos.
(8) Retraso 30 microsegundos.