DS18B20是一种新型数字温度传感器，它采用独特的单线接口方式，仅需一个端口引脚来发送或接收信息，在CPU和DS1B820之间仅需一条数据线和一条地线进行接口。DS1B820采用TO-92或8脚SOIC封装，引脚排列如图5-7所示。各引脚功能如下：

●GND：地。

●DQ：单线应用的数据输入/输出引脚。

●VDD：可选的外部供电电源引脚。

DS18B20内部有三个主要数字部件：64位激光ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL。DS1B820可以采用寄生电源方式工作，从单总线上汲取能量，在信号线处于高电平期间，把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间，消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。DS18B20也可用外部3～5.5V电源供电，这两种供电方式的电路如图5-8所示。

图5-7 DS18B20引脚排列

图5-8 DS18B20的供电方式

采用寄生电源方式时，VDD引脚必须接地，另外为了得到足够的工作电流，应给CPU的I/O口线提供一个强上拉，一般可以使用一个场效应晶体管，将I/O口线直接拉到电源上。采用外部供电方式时，可以不用强上拉，但外部电源要处于工作状态，GND引脚不得悬空。温度高于100℃时，不推荐使用寄生电源，应采用外部电源供电。

DS18B20依靠一个单线端口通信，必须先建立ROM操作协议，才能进行存储器和控制操作。因此，CPU必须先提供下面5个ROM操作命令之一：

①读出ROM，代码为33H，用于读出DS18B20的序列号，即64位激光ROM代码。

②匹配ROM，代码为55H，用于辨识（或选中）某一特定的DS18B20进行操作。

③搜索ROM，代码为F0H，用于确定总线上的节点数以及所有节点的序列号。

④跳过ROM，代码为CCH，命令发出后系统将对所有DS18B20进行操作，通常用于启动所有DS18B20转换之前，或系统中仅有一个DS18B20时。

⑤报警搜索，代码为ECH，主要用于鉴别和定位系统中超出程序设定的报警温度界限的节点。

这些命令对每个器件的激光ROM部分进行操作，在单线总线上挂有多个器件时，可以区分出单个器件，同时指明有多少器件或是什么型号的器件。

图5-9 DS18B20内部存储器映像

DS18B20内部存储器映像如图5-9所示。存储器由一个高速暂存器和一个存储高低温报警触发值TH和TL的非易失性电可擦除E²RAM组成。头2个字节为实测温度值，低字节在前，高字节在后，第3和第4字节是用户设定温度报警值TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电时被刷新。第5个字节为配置寄存器，其内容用于确定温度值的数字转换分辨率，DS18B20工作时，按此寄存器中的分辨率，将温度转换为相应精度的数值。

配置寄存器各位的分布如下：

其中，TM为测试模式位，用于设定DS18B20是处于工作模式还是处于测试模式，出厂时TM位被设置为0，用户一般不要改动。R1和R0用于设定温度转换的精度分辨率，如表5-11所列。其余低5位全为1。DS18B20温度转换时间较长，而且设定的分辨率越高，所需转换时间越长，因此实际应用中，要根据具体情况权衡考虑。

表5-11 DS18B20的分辨率设定

高速暂存器的第6、7、8字节保留未用，读出值为全1。第9字节为前面8个字节的CRC校验码，用于保证数据通信的正确性。

DS18B20提供了如下存储器操作命令：

①温度转换，代码为44H，用于启动DS18B20进行温度测量。温度转换命令被执行后，DS18B20保持等待状态。如果主机在这条命令之后跟着发出读时间隙，而DS18B20又忙于进行温度转换的话，DS18B20将在总线上输出“0”，若温度转换完成，则输出“1”。如果使用寄生电源，主机必须在发出这条命令后立即启动强上拉，并保持750ms，在这段时间内单总线上不允许进行任何其他操作。(www.daowen.com)

②读暂存器，代码为BEH，用于读取暂存器中的内容。从字节0开始最多可以读取9个字节，如果不想读完所有字节，主机可以在任何时间发出复位命令来中止读取。

③写暂存器，代码为4EH，用于将数据写入到DS18B20暂存器的地址2和地址3（TH和TL字节）。可以在任何时刻发出复位命令来中止写入。

④复制暂存器，代码为48H，用于将暂存器的内容复制到DS18B20的非易失性E²RAM中，即把温度报警触发字节存入非易失性存储器里。如果主机在这条命令之后跟着发出读时间隙，而DS18B20又正在忙于把暂存器的内容复制到E²RAM存储器，DS18B20就会输出一个“0”，如果复制结束的话，DS18B20则输出“1”。如果使用寄生电源，主机必须在这条命令发出后，立即启动强上拉并最少保持10ms，在这段时间内，单总线上不允许进行任何其他操作。

⑤重读E²RAM，代码为B8H，用于将存储在非易失性E²RAM中的内容重新读入到暂存器（温度触发器）中。这种复制操作在DS18B20上电时自动执行，这样，器件一上电，暂存器里马上就存在有效的数据了。若在这条命令发出之后发出读时间隙，器件会输出温度转换忙的标志：“0”代表忙，“1”代表完成。

⑥读电源，代码为B4H，用于将DS18B20的供电方式信号发送到主机。若在这条命令发出之后发出读时间隙，DS18B20将返回它的供电模式：“0”代表寄生电源，“1”代表外部电源。

一条温度转换命令启动DS18B20完成一次温度测量，测量结果以二进制补码形式存放在的高速暂存器中，占用暂存器的字节1（LSB）和字节2（MSB）。用一条读暂存器内容的存储器操作命令，可以把暂存器中的数据读出。温度报警触发器TH和TL各由一个E²PROM字节构成，可以用一条写存储器操作命令对TH和TL进行写入，对这些寄存器的读出需要通过暂存器。所有数据都以低位（LSB）在前的方式进行读写，数据格式以0.0625℃/LSB形式表示如下：

LSB字节

MSB字节

当符号位S=0时，表示测得的温度值为正，可以直接对测得的二进制数进行计算，并转换为十进制数。当符号位S=1时，表示测得的温度值为负，此时测得的二进制数为补码数，要先变成原码数再进行计算。表5-12所示为部分温度值对应二进制数据。

表5-12 DS18B20温度与测量值对应表

DS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值t与暂存器中的TH、TL字节内容进行比较，若t>TH或t<TL，则将DS18B20内部报警标志位置1，并对主机发出的报警搜索命令做出响应，因此可用多只DS18B20进行多点温度循环监测。

例5-4图5-10所示为LPC2138与DS18B20组成的数字温度计电路。DS18B20采用外部3.3V电源供电，LPC2138的P1.25引脚外接一个4.7kΩ上拉电阻，连到DS18B20的DQ端作为数据线。温度转换结果通过点阵字符型LCD显示。

图5-10 LPC2138与DS18B20组成的数字温度计电路

本例中DS18B20驱动程序包括在DS18B20.C模块中，具体如下：

进入主程序后首先调用初始化子程序进行引脚配置，接着进行液晶模块初始化，初始化完成之后在LCD屏幕上显示提示信息，接着对DS18B20进行预读，这是由于DS18B20进行温度转换需要一定时间的原因，预读期间，LCD屏幕上没有温度值显示。最后启动DS18B20温度转换，并将转换结果显示在LCD屏幕上。

主程序文件main.c如下：