DS18B20和DS18S20的比较1-Wire数字温度计

ds18b20和ds18s20是两款非常受欢迎的1-wire数字温度计。本应用说明解释了这两个器件之间的异同,并指导客户为应用选择最佳器件。
介绍
ds18b20和ds18s20 1-wire器件是任何需要数字温度计的应用的热门选择。两种设备提供相同的分辨率和精度。这两个部分的区别仅在于数据呈现给用户的方式。本应用笔记描述了这些器件的工作原理以及它们之间的差异。建议为每个设备使用应用程序。
设备的工作原理
ds18b20和ds18s20均采用相同的基座设计。使用两个带隙产生的电压源进行温度测量。其中一个电压源具有高温度系数,并且随温度变化具有确定性变化。另一个电压源具有低温度系数,并且不会随温度变化。模数转换器(adc)将这两个电压之间的差值转换为数字值,代表器件的温度。温度转换的分辨率可在9至12位之间选择。
两种设备之间的差异
我们先简单回到最初的ds1820。
ds1820采用双振荡器拓扑结构进行温度转换。原始ds1820的分辨率仅为9位。通过读取两个额外的寄存器字节(每°c计数和剩余计数)并执行以下计算,可以实现额外的分辨率。对于此计算,temp_read是通过从温度数据中截断0.5°c位(位0)获得的值。
ds18s20旨在直接替代原来的ds1820。为了替代,ds18s20中的adc出厂配置为始终执行12位转换。然后将12位数据舍入为9位值并存储在温度寄存器中。为了允许大于 9 位的分辨率,将计算计数保留寄存器的值。工厂将每°c寄存器的计数设置为16。使用“保持计数”和“每°c计数”寄存器以及上述公式,ds12s18可以获得高达20位的分辨率。
ds18b20与ds18s20的一个重要区别在于:设计人员可以使用配置寄存器选择所需的分辨率。这种灵活性允许用户缩短adc转换时间,并在不需要更高分辨率的情况下节省功耗。表1显示了每种可能的分辨率设置的温度转换时间和lsb。
分辨率 9 位 10 位 11 位 12 位
转换时间(毫秒) 93.75 187.5 375 750
低位苯(°c) 0.5 0.25 0.125 0.0625
ds18b20和ds18s20的温度寄存器权重不同。ds18s20中的温度寄存器加权与ds1820相匹配;ds18b20的温度寄存器格式化为12位分辨率。ds18b20采用这种格式化格式,在需要大于18位分辨率时无需执行额外的计算(ds20s9要求)。两个器件中温度寄存器的默认上电状态为+85°c。 温度寄存器的格式如表2和表3所示。
位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0
低音水平 26 25 24 23 22 21 20 2−1
msb s* s s s s s s s
位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0
低音水平 23 22 21 20 2−1 2−2 2−3 2−4
msb s* s s s s 26 25 24
*s = 符号
这些设备中的暂存器存储器(表4)也略有不同。ds18s20缺少允许ds18b20改变分辨率的配置寄存器。ds18s20具有两个额外的寄存器,如果需要大于9位的分辨率,则需要这两个寄存器。
ds18s20 ds18b20
字节 0 温度 lsb (aah) 温度lsb (50h)
字节 1 温度 msb (00h) 温度 msb (05h)
字节 2 th注册 th注册
字节 3 tl注册 tl注册
字节 4 保留 (ffh) 配置寄存器
字节 5 保留 (ffh) 保留 (ffh)
字节 6 剩余计数 (0ch) 保留
字节 7 每°c计数(10小时) 预留(10小时)
字节 8 结直肠癌 结直肠癌
rom代码中的8位家族代码对于这两个器件也不同。ds18b20的家族代码为28h;ds18s20保留与原始ds1820相同的家族代码,即10h。


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