前言
DS18B20是全球第一个单总线数字温度传感器，推出时间已经超过30年，最早由美国达拉斯半导体公司推出，2001年1月，美信以25亿美元收购达拉斯半导体（Dallas Semiconductor），而美信在2021年8月被ADI公司收购，因此现在ADI的DS18B20应该算正宗的，目前国内有多家半导体厂商推出替代产品。
DS1820和DS18B20区别：DS18B20为9位～12位A/D转换精度。DS1820则为9位A/D转换精度。
国产数字温度传感芯片之一
MY18E20 MY1820 MY18B20Z MY18B20L ±0.5℃精度、12bitADC、超低功耗、1-wire 接口
1. 概述
MY18E20 、MY1820、 MY18B20Z、 MY18B20L是数字模拟混合信号温度传感芯片，最高测温精度为-10°C 到+85°C 范围±0.5℃，用户无需进行校准。
温度芯片感温原理基于 CMOS 半导体 PN 节温度与带隙电压的特性关系，经过小信号放大、模数转换、数字校准补偿后，数字总线输出，具有精度高、一致性好、功耗低、可编程配置灵活、寿命长等优点。
温度芯片内置 14bit ADC，分辨率 0.0125℃，默认出厂配置 12 bit ADC，工作范围-55°C 到+125°。
芯片在出厂前经过 100%的测试校准，根据温度误差特性进行校准系数的拟合，芯片内部自动进行补偿计算。为了简化系统应用，芯片的 ID 搜索、测温数据内存访问、功能配置等均基于数字单总线协议指令，上位机微处理器只需要一个 GPIO 端口便可进行读写访问。单总线通信接口通过共用一根数据总线来实现多节点传感采集与组网的低成本方案，传输距离远、支持节点数多，便于空间分布式传感组网。最多可支持 100 个节点 100 至 500 米长的测温节点串联组网。
芯片内置非易失性 E2PROM 存储单元，用于保存芯片 ID 号、高低温报警阈值、温度校准修正值以及用户自定义信息，如传感器节点编号、位置信息等。
芯片有 TO-92、TO92S、SOP8、TO-92L 封装，其中，TO-92L 封装可以抗 15000V ESD。
2. 特性
测温精度：±0.5℃（最大）（-10°C 到+85°C）
测温范围：-55°C ~ +125°C
低功耗：典型待机电流 0.2µA@5V，平均电流5µA@1Hz
宽工作电压范围：1.8V-5.5V
感温分辨率：12 bit ADC，分辨率 0.0625°C ;可配置 14bit ADC ，分辨率 0.0125℃ 温度转换时间可配置：500ms/15ms
80 bit 额外 E2PROM 空间用于存放用户信息
每颗芯片有 64bit 的 ID 序列号，便于多点组网寻址
用户可自行设置报警值
标准单总线接口，适用于分布式多节点测温
3. 应用
工业监控
智能硬件
智慧农业
仪器仪表
智能家电
多点串联测温
选型信息
| 型号 | 最高精度 | 最高精度区间 | 封装 | 温度转换时间 |
|---|---|---|---|---|
| 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. 封装管脚描述及实物图
4.1 MY18E20 封装管脚图（TO-92 直插型）
| 管脚编号 | 管脚名称 | I/O | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | — | 地 |
| 2 | DQ | 输入/输出 | 单总线数字接口 |
| 3 | VDD | — | 电源 |
4.2 MY1820 封装管脚图（TO92S 小直插型）
| 管脚编号 | 管脚名称 | I/O | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | — | 地 |
| 2 | DQ | 输入/输出 | 单总线数字接口 |
| 3 | VDD | — | 电源 |
4.3 MY18B20Z 封装管脚图（SOP8）
| 管脚编号 | 管脚名称 | I/O | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | NC | — | 未接 |
| 2 | NC | — | 未接 |
| 3 | VDD | — | 电源 |
| 4 | DQ | 输入/输出 | 单总线数字接口 |
| 5 | GND | — | 地 |
| 6 | NC | — | 未接 |
| 7 | NC | — | 未接 |
| 8 | NC | — | 未接 |
4.4 MY18B20L 封装管脚图（TO-92L）
| 管脚编号 | 管脚名称 | I/O | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | — | 地 |
| 2 | DQ | 输入/输出 | 单总线数字接口 |
| 3 | VDD | — | 电源 |
5. 结构框图
注：芯片内部系统构成以 MY18E20 为例，其他型号等同。
MY18E20 的原理框图见上图。64 位 ROM 存储了器件的唯一 ID 序列码。暂存器包含了两个字节的温度寄存器，存储来自于温度传感器的数字输出。另外，暂存器提供了一高一低两个报警触发阈值寄存器（TH 和TL）。配置寄存器允许用户设定温度数字转换的分辨率为 9, 10，11，12 位。14 位分辨率需要专门定制。
另外提供 10 个字节的数据空间供用户使用。数据可存入非易失性存储，芯片掉电时数据不会丢失。
MY18E20 使用单总线协议，总线通讯通过一根控制信号线实现。控制线需要搭配一个弱上拉电阻，这样所有的器件都通过三态或者开漏极端口（即MY18E20 DQ 引脚）连接到总线上。在这个总线系统中，单片机（主机）通过每个器件的唯一 64 位编码识别并寻址总线上的器件。因为每个器件都有唯一的编码，理论上挂在总线上并可以被寻址的设备数量是无限的。单总线协议，包括详细的指令与时隙描述，在单总线系统章节有详细描述。
备注 1：长线缆或多点驱动条件下，请尽可能保证供电电压在 3.3V 以上。
备注 2：长线缆或多点驱动条件下，上拉阻值优先考虑 1K 阻值。
备注 3：5V 电压、1K 上拉电阻条件下，单总线可串联 100 颗 MY18E20/MY1820/MY18B20Z/MY18B20L，线缆最长可达 500 米。
7. 运行
7.1 运行-测量温度
MY18E20/MY1820/MY1820Z/MY18B20L 的核心功能是直接数字测温（以下内容均以 MY18E20 为例，其他型号等同）。温度传感器的分辨率为 9, 10，11, 12，14 位，用户可根据需要自行配置。对应的温度分度分别是 0.5°C, 0.25°C, 0.125°C, 0.0625°C，以及 0.015625°C。上电后的默认分辨率是 12 位。
MY18E20 在低功耗空闲状态下上电，要启动温度测量和模数转换，主机必须发出 Convert T [44h] 指令。
转换之后，产生的温度数据被存储在暂存器的 2 个字节的温度寄存器中，然后 MY18E20 返回空闲状态。
主机可以在 Convert T [44h] 指令后发出“读时隙”指令（参考单总线系统章节），然后 MY18E20 DQ端发回响应，若温度转换还在进行中会读到 0，若已完成温度转换会读到 1。MY18E20 的温度输出数据是摄氏度格式，对于华氏度的应用，必须使用查表或转换子程序。温度数据存储为 16 位符号扩展温度寄存器中的二进制补码（见图 7.1-1、图 7.1-2）。符号位（S）指示温度为正或负：对于正数 S = 0，对于负数 S= 1。如果配置为 12 位分辨率，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，位 0 未定义。对于 10 位分辨率，位 1 和 0 未定义，对于 9 位分辨率，位 2，1 和 0 未定义。表 7.1-1 和表 7.1-2 分别给出了 12 位及 14 位分辨率转换条件下，数字输出数据的示例以及相应的温度读数。
