微型溫度測量的數(shù)字化方案

時間：2023-05-01 11:32:19 電子通信論文我要投稿

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微型溫度測量的數(shù)字化方案

摘要：在各種傳感器的設計中，溫度是影響其性能指標的一個重要因素。在對體積限制很嚴格的條件下，解決了硅微加速度計設計中的內部溫度測量問題。主要討論了內嵌于加速度計的微型數(shù)字溫度傳感器DS18B20U的功能特點和使用要點，并且介紹了“一線”網(wǎng)關的硬件及軟件設計。此項技術已有后續(xù)的軟件開發(fā)實例。

關鍵詞：數(shù)字溫度傳感器 DS18B20U “一線”總線網(wǎng)關

微型溫度測量的數(shù)字化方案

隨著技術的發(fā)展，各種慣性器件的性能在不斷提高，體積也在不斷小型化。對于慣性器件（如加速度計、陀螺）性能的提高，溫度補償作為一種重要的修正方式越來越引起人們的注意，因此如何在慣性器件極小的空間內精確地測量、傳輸、處理溫度信息，成了能否使其性能和體積優(yōu)勢進一步提高的關鍵問題。

1 DS18B20U和“一線”總線

在研制新一代的微型MMS加速度計時，溫度測量的難題以一次擺在人們的面前。在3～4cm3的空間內放置一個傳統(tǒng)的SO-8或TO-92封裝的器件都顯得擁擠，更何況還要旋轉一個非主要功能的溫度傳感器了。

縱觀國際上現(xiàn)有的溫度傳感器的變化，總的趨勢是從模擬向數(shù)字轉變，相應的體積也在不斷減小。在體積非�？量痰膽T性器件中使用高精度、數(shù)字輸出型的溫度傳感器，MAXIM公司的DS18B20U最為符合要求。DS1820U是DS18B20系列產(chǎn)品中的一種。與以往模擬溫度信號的輸出不同，DS18B20的數(shù)字溫度輸出通過“一線”總線（1-Wire是被MAXIM公司收購的DALLAS公司新?lián)碛械囊环N獨特的數(shù)字信號總線協(xié)議，它將獨特的電源線和信號線復合在一起，僅使用一條口線；每個芯片唯一編碼，支持聯(lián)網(wǎng)尋址、零功耗等待等，是所需硬件連線最少的一種總線）這種獨特的方式，使多個DS18B20U方便地組建成傳感器網(wǎng)絡，為整個測量系統(tǒng)的建立和組合提供了更大可能性。

DS18B20真正令人驚奇的是其μSOP封裝，這種封裝只有3.0mm×6.4mm的水平尺寸，高度小于1.2mm。這樣可以節(jié)省更多的印刷電路板空間，非常適合于集成度高、對尺寸要求嚴格的慣性器件電路。因此在本加速度計的狹窄空間中使用，它是最為合適的內嵌式溫度傳感器件。

DS18B20溫度傳感器的主要性能指標為：

*“一線”總線接口令需一個端口進行通訊。

*簡單的多點分布應用。

*可通過數(shù)據(jù)線供電。

*測溫范圍為-55～+125℃，在-10～+85℃的范圍內，精度為±0.5℃。

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