集成温度传感器
在工农业生产、国防、科研领域和日常生活中，温度传感器是使用数量最大的传感器之一。温度是反映物体冷热程度的物理量，热电阻、热电偶用于测量温度已有几十年的历史。目前一种半导体集成单片式温度传感器正在逐步取代传统的温度传感器。
半导体集成温度传感器（温度IC）将温度敏感元件和放大、运算和补偿等电路采用微电子技术和集成工艺集成在一片芯片上，从而构成集测量、放大、电源供电回路于一体的高性能的测温传感器。
集成温度传感器的测温范围一般未－50~＋150℃，适合于远距离测温、控制。封装为T0-92的DS18B20温度传感器如图一所示。
图一 DS18B20温度传感器
1.半导体集成温度传感器的测温原理
集成温度传感器的测温基础是PN结的温度特性。硅二极管或晶体管的PN结在结电流ID一定时，正向电压降UD以-2mV／℃变化。通常，20℃时，其UD约600mV。当环境温度变化100℃时，例如从20℃增加到120℃时，其正向电压降UD约降低了200mV，温度传感器的测温范围取决于二极管允许的工作温度范围。大多数二极管可以在 -50～+150℃之间工作。2.DS18B20内部结构
DS18B20内部主要包括：64位ROM、2字节温度输出寄存器、1字节上下限警报寄存器（TH和TL）、1字节配置寄存器。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看做是该DS18B20的地址序列号，每个DS18B20的序列号均不相同，这样就可以实现一根总线挂接多个DS18B20。配置寄存器允许用户将温度—数字转换的分辨率设置为9、10、11或12位。DS18B20无需外部电源也可运行，当总线为高电平时，通过DQ引脚将电能储存在电容（Cpp）中，当总线为低电平时释放能量供器件使用，但此时VDD引脚必须接地。3.DS18B20内部寄存器结构
图二 DS18B20内部寄存器
4.DS18B20温度寄存器数据格式
DS18B20中的温度传感器数据用16位二进制形式提供，其中S为符号位（正数S=0，负数S=1）。温度传感器的分辨率可由用户配置为9、10、11或12位，分别对应0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃的增量。开机时默认分辨率是12位。如果配置为12位分辨率，那么温度寄存器中的所有位都将包含有效数据。对于11位分辨率，bit0没有定义，对于10位分辨率，bit0和bit1没有定义，对于9位分辨率，bit0、bit1和bit2没有定义。
5.TH和TL报警寄存器格式
TH和TL寄存器格式一样，存储温度报警触发值，S为符号位，0为正，1为负。DS18B20执行温度转换后，将温度值与用户定义的两个报警触发值进行比较，当低于或等于TL，高于或等于TH时，触发报警条件，并设置标志。
6.配置寄存器数据格式通过R0和R1设置温度传感器的转换分辨率。Bit7位保留。
待续！
