DS18B20數(shù)字溫度傳感器在電路上的應(yīng)用
2015-3-13 18:35:03??????點(diǎn)擊：
DS18B20測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。下面就是DS18B20幾個(gè)不同應(yīng)用方式下的測溫電路圖：
[1]、DS18B20寄生電源供電方式電路圖
如下面圖1所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號(hào)線上汲取能量：在信號(hào)線DQ處于高電平期間把能量儲(chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。
獨(dú)特的寄生電源方式有三個(gè)好處：
1、進(jìn)行遠(yuǎn)距離測溫時(shí)，無需本地電源
2、可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM
3、電路更加簡潔，僅用一根I/O口實(shí)現(xiàn)測溫
要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個(gè)DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個(gè)溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測溫時(shí)，只靠4.7K上拉電阻就無法提供足夠的能量，會(huì)造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。
獨(dú)特的寄生電源方式有三個(gè)好處：
1、進(jìn)行遠(yuǎn)距離測溫時(shí)，無需本地電源
2、可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM
3、電路更加簡潔，僅用一根I/O口實(shí)現(xiàn)測溫
要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個(gè)DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個(gè)溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測溫時(shí)，只靠4.7K上拉電阻就無法提供足夠的能量，會(huì)造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。
因此，圖4電路只適應(yīng)于單一溫度傳感器測溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。并且工作電源VCC必須保證在5V，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會(huì)使溫度誤差變大。
注：永陽工程曾經(jīng)就此電路做過實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，降低電源電壓VCC，當(dāng)?shù)陀?.5V時(shí)，測出的溫度值比實(shí)際的溫度高，誤差較大。。。當(dāng)電源電壓降為4V時(shí)，溫度誤差有3℃之多，這就應(yīng)該是因?yàn)榧纳娫醇橙∧芰坎粔蛟斐傻陌?，因此，站長建議大家在開發(fā)測溫系統(tǒng)時(shí)不要使用此電路。
注：永陽工程曾經(jīng)就此電路做過實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，降低電源電壓VCC，當(dāng)?shù)陀?.5V時(shí)，測出的溫度值比實(shí)際的溫度高，誤差較大。。。當(dāng)電源電壓降為4V時(shí)，溫度誤差有3℃之多，這就應(yīng)該是因?yàn)榧纳娫醇橙∧芰坎粔蛟斐傻陌?，因此，站長建議大家在開發(fā)測溫系統(tǒng)時(shí)不要使用此電路。
圖1
[2]、DS18B20寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖
改進(jìn)的寄生電源供電方式如下面圖5所示，為了使DS18B20在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到E2存儲(chǔ)器操作時(shí)，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到E2存儲(chǔ)器或啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最多10μS內(nèi)把I/O線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。在強(qiáng)上拉方式下可以解決電流供應(yīng)不走的問題，因此也適合于多點(diǎn)測溫應(yīng)用，缺點(diǎn)就是要多占用一根I/O口線進(jìn)行強(qiáng)上拉切換。
圖5
注意：在圖4和圖5寄生電源供電方式中，DS18B20的VDD引腳必須接地
在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時(shí)I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng)。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85℃。
圖6：外部供電方式單點(diǎn)測溫電路
圖7：外部供電方式的多點(diǎn)測溫電路圖
外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。站長推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC降到3V時(shí)，依然能夠保證溫度量精度。
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