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DS18B20温度传感器是一款常见的温度传感器，基于单总线通信协议设计，能够通过一根总线实现数据的读写操作。以下是对DS18B20的详细介绍，包括其内部结构、工作原理以及与主机的通信流程。

DS18B20的主要知识点

DS18B20传感器内部主要包含两个核心组件：64位只读存储器（ROM）和可写入的临时存储器。其中，ROM存储器用于存储传感器的唯一序列号，用于标识不同传感器，方便在多节点系统中进行通信。而临时存储器主要用于存储温度数据、高温限值、低温限值以及配置参数。

1. 64位只读存储器（ROM）

• ROM存储器在出厂前通过光刻过程刻录64位独特序列号，这个序列号可以看作是传感器的身份证。
• 主机通过读取ROM存储器的数据，可以确定与哪个传感器通信，特别是在多节点系统中非常有用。

2. 临时存储器

• 临时存储器包括温度寄存器、高温限值寄存器、低温限值寄存器以及配置寄存器。
• 温度寄存器：存储传感器读取的温度值，其中前五位用于符号位，后面可根据配置寄存器设置为1到12位有效位。
• 高温限值寄存器（TH）和低温限值寄存器（TL）：存储温度的高低限值，当温度超出范围时会触发报警。
• 配置寄存器：用于设置传感器的精度，默认为12位分辨率。

3. 主机与DS18B20的通信流程

• 复位操作：主机通过将总线拉低480微秒并释放，复位传感器。
• 发送ROM指令：主机发送33H和55H命令，读取传感器的ROM存储器数据，用于身份验证。
• 发送存储器指令：主机发送写命令（如4EH），将高温限值和低温限值写入传感器。

DS18B20的读写操作

1. 写操作

• 主机通过总线发送数据信号，传感器根据信号状态进行响应。
• 每个字节数据的写入包括两部分：拉低总线（按位写入）和拉高总线（完成写入）。

2. 读操作

• 传感器通过总线反馈数据信号，主机根据信号状态逐位读取数据。
• 读取一个字节数据需要检测总线状态，并组合成一个有效的字节值。

DS18B20的报警功能

• 传感器内置高温和低温报警功能，主机可以通过发送特定命令（如ECH）检查报警状态。
• 报警状态会保留在临时存储器中，主机可以读取并处理。

配置寄存器的作用

• 通过配置寄存器可以设置传感器的分辨率，默认为12位。
• 例如，配置寄存器中的R1和R2控制分辨率，R3用于高温限值，R4用于低温限值。

主机命令库

• 发送存储器命令：用于写入高温限值和低温限值。
• 发送ROM指令：用于读取传感器的唯一序列号。
• 读取温度数据：通过读取温度寄存器获取传感器测量值。

温度传感器的实际应用

• 在实际应用中，主机需要初始化传感器（复位和读写操作），然后通过读取温度数据并进行处理。
• 传感器的报警功能可以用于触发警报系统或自动控制系统。

通过以上内容，我们可以清晰地了解DS18B20温度传感器的工作原理及其与主机的通信机制。

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