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引脚定义：
(1) DQ为数字信号输入/输出端； (2) GND为电源地；
(3) VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 内部结构
图 2.5.4 DS18B20内部结构图
DS18B20有4个主要的数据部件：
（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
（2） DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
图2.5.5 DS18B20温度值格式
这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。
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例如+125℃的数字输出为07D0H，+25.0625℃的数字输出为0191H，-25.0625℃的数字输出为FF6FH，-55℃的数字输出为FC90H。 （3）DS18B20温度传感器的存储器
DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。 （4）配置寄存器 该字节各位的意义如下：
表2.5.1 配置寄存器结构
TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是1 ，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）
表2.5.2 温度值分辨率设置表
R1 0 0 1 1
4、高速暂存存储器
R0 0 1 0 1 分辨率 9位 10位 11位 12位 温度最大转换时间 93.75ms 187.5ms 375ms 750ms 高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如表5所示。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式如表1所示。对应的温度计算：当符号位S=0时，直接将二进制位转换为十进制；当S=1时，先将补码变为原码，再计算十进制值。表 2是对应的一部分温度值。第九个字节是冗余检验字节。
表2.5.3 DS18B20暂存寄存器分布
寄存器内容 温度值低位 温度值高位 字节地址 0 1
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高温限值TH 低温限值TL 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC检验
2 3 4 5 6 7 8 根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右，后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。
表2.5.4 ROM指令表
指 令 读ROM 约定代码 功 能 33H 读DS1820ROM中的编码（即64位地址） 发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，符合ROM 55H 访问单总线上与该编码相对应的DS1820使之作出响应，为下一步对该DS1820的读写作准备。 用于确定挂接在同一总线上DS1820的个数搜索ROM 0F0H 和识别64位ROM地址。为操作各器件作好准备。 跳过ROM 0CCH 忽略64位ROM地址，直接向DS1820发温度变换命令。适用于单片工作。 执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。
表2.5.5 RAM指令表
告警搜索命令 0ECH
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指 令 约定代码 功 能 启动DS1820进行温度转换，转换时最长为温度变换 44H 500ms（典型为200ms）。结果存入内部9字节RAM中。 读暂存器 0BEH 内部RAM中9字节的内容 发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温写暂存器 4EH 度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。 复制暂存器 48H 将RAM中第3、4字节的内容复制到EEPROM中。 将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3、4字节。 读DS1820的供电模式。寄生供电时DS1820发送“0”，外接电源供电DS1820发送“1”。 重调EEPROM 0B8H 读供电方式 0B4H DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。
2.6 流量测量
2.6.1 流量传感器分类
流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。至今为止，可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类；按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。
按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。按照目前最流行、最广泛的分类法，即分为：容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计，来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况[6]。 1、差压式流量计
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差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。
差压式流量计由一次装置（检测件）和二次装置（差压转换和流量显示仪表）组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计，差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化（系列化、通用化及标准化）程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数（如压力、物位、密度等）。
差压式流量计是一类应用最广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来，由于各种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是最重要的一类流量计。
优点：
（1）应用最多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长； （2）应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟；
（3）检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。 缺点：
（1）测量精度普遍偏低；
（2）范围度窄，一般仅3：1~4：1； （3）现场安装条件要求高； （4）压损大（指孔板、喷嘴等）。 应用概况：
差压式流量计应用范围特别广泛，在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用，如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几mm到几m；流动条件方面：亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。 2、浮子流量计
浮子流量计，又称转子流量计，是变面积式流量计的一种，在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。
浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。
特点：
（1）玻璃锥管浮子流量计结构简单，使用方便，缺点是耐压力低，有玻璃管易碎的较大风险；
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