前言

DS18B20是全球第一個單總線數字溫度傳感器，推出時間已經超過30年，最早由美國達拉斯半導體公司推出，2001年1月，美信以25億美元收購達拉斯半導體（Dallas Semiconductor），而美信在2021年8月被ADI公司收購，因此現在ADI的DS18B20應該算正宗的，目前國內有多家半導體廠商推出替代產品。
DS1820和DS18B20區別：DS18B20為9位～12位A/D轉換精度。DS1820則為9位A/D轉換精度。

國產數字溫度傳感芯片之一

MY18E20 MY1820 MY18B20Z MY18B20L ±0.5℃精度、12bitADC、超低功耗、1-wire 接口

MY18B20Z SOP8封裝外形和絲印

1. 概述

MY18E20 、MY1820、 MY18B20Z、 MY18B20L是數字模擬混合信號溫度傳感芯片，最高測溫精度為-10°C 到+85°C 范圍±0.5℃，用戶無需進行校準。
溫度芯片感溫原理基于 CMOS 半導體 PN 節溫度與帶隙電壓的特性關系，經過小信號放大、模數轉換、數字校準補償后，數字總線輸出，具有精度高、一致性好、功耗低、可編程配置靈活、壽命長等優點。
溫度芯片內置 14bit ADC，分辨率 0.0125℃，默認出廠配置 12 bit ADC，工作范圍-55°C 到+125°。
芯片在出廠前經過 100%的測試校準，根據溫度誤差特性進行校準系數的擬合，芯片內部自動進行補償計算。為了簡化系統應用，芯片的 ID 搜索、測溫數據內存訪問、功能配置等均基于數字單總線協議指令，上位機微處理器只需要一個 GPIO 端口便可進行讀寫訪問。單總線通信接口通過共用一根數據總線來實現多節點傳感采集與組網的低成本方案，傳輸距離遠、支持節點數多，便于空間分布式傳感組網。最多可支持 100 個節點 100 至 500 米長的測溫節點串聯組網。
芯片內置非易失性 E2PROM 存儲單元，用于保存芯片 ID 號、高低溫報警閾值、溫度校準修正值以及用戶自定義信息，如傳感器節點編號、位置信息等。
芯片有 TO-92、TO92S、SOP8、TO-92L 封裝，其中，TO-92L 封裝可以抗 15000V ESD。

2. 特性

測溫精度：±0.5℃（最大）（-10°C 到+85°C）
測溫范圍：-55°C ~ +125°C
低功耗：典型待機電流 0.2μA@5V，平均電流5μA@1Hz
寬工作電壓范圍：1.8V-5.5V
感溫分辨率：12 bit ADC，分辨率 0.0625°C ;可配置 14bit ADC ，分辨率 0.0125℃ 溫度轉換時間可配置：500ms/15ms
80 bit 額外 E2PROM 空間用于存放用戶信息
每顆芯片有 64bit 的 ID 序列號，便于多點組網尋址
用戶可自行設置報警值
標準單總線接口，適用于分布式多節點測溫

3. 應用

工業監控
智能硬件
智慧農業
儀器儀表
智能家電
多點串聯測溫

選型信息

型號	最高精度	最高精度區間	封裝	溫度轉換時間
MY18E20	±0.5℃	-10°C~+85°C	TO-92	500ms
MY18E20-15	±0.5℃	-10°C~+85°C	TO-92	15ms
MY18E20D10	±1℃	0°C~+60℃	TO-92	500ms
MY1820	±0.5℃	-10°C~+85°C	TO92S	500ms
MY1820-15	±0.5℃	-10°C~+85°C	TO92S	15ms
MY1820D10	±1℃	0°C~+60℃	TO92S	500ms
MY18B20Z	±0.5℃	-10°C~+85°C	SOP8	500ms
MY18B20Z-15	±0.5℃	-10°C~+85°C	SOP8	15ms
MY18B20ZD10	±1℃	0°C~+60℃	SOP8	500ms
MY18B20L	±0.5℃	-10°C~+85°C	TO-92L	500ms
MY18B20L-15	±0.5℃	-10°C~+85°C	TO-92L	15ms
MY18B20LD10	±1℃	0°C~+60℃	TO-92L	500ms

4. 封裝管腳描述及實物圖

4.1 MY18E20 封裝管腳圖（TO-92 直插型）

管腳編號	管腳名稱	I/O	說明
1	GND	—	地
2	DQ	輸入/輸出	單總線數字接口
3	VDD	—	電源

4.2 MY1820 封裝管腳圖（TO92S 小直插型）

管腳編號	管腳名稱	I/O	說明
1	GND	—	地
2	DQ	輸入/輸出	單總線數字接口
3	VDD	—	電源

4.3 MY18B20Z 封裝管腳圖（SOP8）

管腳編號	管腳名稱	I/O	說明
1	NC	—	未接
2	NC	—	未接
3	VDD	—	電源
4	DQ	輸入/輸出	單總線數字接口
5	GND	—	地
6	NC	—	未接
7	NC	—	未接
8	NC	—	未接

4.4 MY18B20L 封裝管腳圖（TO-92L）

管腳編號	管腳名稱	I/O	說明
1	GND	—	地
2	DQ	輸入/輸出	單總線數字接口
3	VDD	—	電源

5. 結構框圖

注：芯片內部系統構成以 MY18E20 為例，其他型號等同。
MY18E20 的原理框圖見上圖。64 位 ROM 存儲了器件的唯一 ID 序列碼。暫存器包含了兩個字節的溫度寄存器，存儲來自于溫度傳感器的數字輸出。另外，暫存器提供了一高一低兩個報警觸發閾值寄存器（TH 和TL）。配置寄存器允許用戶設定溫度數字轉換的分辨率為 9, 10，11，12 位。14 位分辨率需要專門定制。
另外提供 10 個字節的數據空間供用戶使用。數據可存入非易失性存儲，芯片掉電時數據不會丟失。
MY18E20 使用單總線協議，總線通訊通過一根控制信號線實現。控制線需要搭配一個弱上拉電阻，這樣所有的器件都通過三態或者開漏極端口（即MY18E20 DQ 引腳）連接到總線上。在這個總線系統中，單片機（主機）通過每個器件的唯一 64 位編碼識別并尋址總線上的器件。因為每個器件都有唯一的編碼，理論上掛在總線上并可以被尋址的設備數量是無限的。單總線協議，包括詳細的指令與時隙描述，在單總線系統章節有詳細描述。
備注 1：長線纜或多點驅動條件下，請盡可能保證供電電壓在 3.3V 以上。
備注 2：長線纜或多點驅動條件下，上拉阻值優先考慮 1K 阻值。
備注 3：5V 電壓、1K 上拉電阻條件下，單總線可串聯 100 顆 MY18E20/MY1820/MY18B20Z/MY18B20L，線纜最長可達 500 米。

7. 運行

7.1 運行-測量溫度

MY18E20/MY1820/MY1820Z/MY18B20L 的核心功能是直接數字測溫（以下內容均以 MY18E20 為例，其他型號等同）。溫度傳感器的分辨率為 9, 10，11, 12，14 位，用戶可根據需要自行配置。對應的溫度分度分別是 0.5°C, 0.25°C, 0.125°C, 0.0625°C，以及 0.015625°C。上電后的默認分辨率是 12 位。
MY18E20 在低功耗空閑狀態下上電，要啟動溫度測量和模數轉換，主機必須發出 Convert T [44h] 指令。
轉換之后，產生的溫度數據被存儲在暫存器的 2 個字節的溫度寄存器中，然后 MY18E20 返回空閑狀態。
主機可以在 Convert T [44h] 指令后發出“讀時隙”指令（參考單總線系統章節），然后 MY18E20 DQ端發回響應，若溫度轉換還在進行中會讀到 0，若已完成溫度轉換會讀到 1。MY18E20 的溫度輸出數據是攝氏度格式，對于華氏度的應用，必須使用查表或轉換子程序。溫度數據存儲為 16 位符號擴展溫度寄存器中的二進制補碼（見圖 7.1-1、圖 7.1-2）。符號位（S）指示溫度為正或負：對于正數 S = 0，對于負數 S= 1。如果配置為 12 位分辨率，溫度寄存器中的所有位都將包含有效數據。
對于 11 位分辨率，位 0 未定義。對于 10 位分辨率，位 1 和 0 未定義，對于 9 位分辨率，位 2，1 和 0 未定義。表 7.1-1 和表 7.1-2 分別給出了 12 位及 14 位分辨率轉換條件下，數字輸出數據的示例以及相應的溫度讀數。