器件类别:集成电路    PMIC - 热管理   
厂商名称:Maxim Integrated


IC therm microlan prog-res TO-92


DS18B20 Datasheet:
Product Photos:
Mfg Application Notes:
Understanding and Using Cyclic Redundancy Checks with Maxim 1-Wire and iButton Products:
1-Wire Communication Through Software:
Guidelines for Reliable Long Line 1-Wire Networks:
1-Wire® Tagging with XML:
Standard Package : 2,000
Category: Integrated Circuits (ICs)
Family: PMIC - Thermal Management
Series: -
Packaging : Tape & Reel (TR)
Function: Thermometer, Thermostat
Sensor Type: Internal
Sensing Temperature: -55°C ~ 125°C
Accuracy: ±2°C(Max)
Topology: Register Bank, Scratchpad
Output Type: 1-Wire®
Output Alarm: Yes
Output Fan: No
Voltage - Supply: 3 V ~ 5.5 V
Operating Temperature: -55°C ~ 125°C
Mounting Type: Through Hole
Package / Case: TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA) Formed Leads
Supplier Device Package: TO-92-3


DS18B20                                                               Programmable Resolution
                                                                     1-Wire Digital Thermometer

General Description                                                  Benefits and Features

The DS18B20 digital thermometer provides 9-bit to 12-bit              Unique 1-Wire Interface Requires Only One Port
Celsius temperature measurements and has an alarm                        Pin for Communication
function with nonvolatile user-programmable upper and
lower trigger points. The DS18B20 communicates over a                 Reduce Component Count with Integrated
1-Wire bus that by definition requires only one data line                Temperature Sensor and EEPROM
(and ground) for communication with a central micro-                      Measures Temperatures from -55C to +125C
processor. In addition, the DS18B20 can derive power                         (-67F to +257F)
directly from the data line ("parasite power"), eliminating               0.5C Accuracy from -10C to +85C
the need for an external power supply.                                    Programmable Resolution from 9 Bits to 12 Bits
Each DS18B20 has a unique 64-bit serial code, which                      No External Components Required
allows multiple DS18B20s to function on the same 1-Wire
bus. Thus, it is simple to use one microprocessor to                  Parasitic Power Mode Requires Only 2 Pins for
control many DS18B20s distributed over a large area.                     Operation (DQ and GND)
Applications that can benefit from this feature include
HVAC environmental controls, temperature monitoring                   Simplifies Distributed Temperature-Sensing
systems inside buildings, equipment, or machinery, and                   Applications with Multidrop Capability
process monitoring and control systems.                                  Each Device Has a Unique 64-Bit Serial Code
                                                                             Stored in On-Board ROM
                                                                      Flexible User-Definable Nonvolatile (NV) Alarm Settings
Thermostatic Controls                                                   with Alarm Search Command Identifies Devices with
Industrial Systems                                                      Temperatures Outside Programmed Limits
Consumer Products
Thermometers                                                         Available in 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin SOP, and
Thermally Sensitive Systems                                             3-Pin TO-92 Packages

Ordering Information appears at end of data sheet.                   Pin Configurations

1-Wire is a registered trademark of Maxim Integrated Products, Inc.   DS18B20      TOP VIEW       +              8 N.C.
                                                                                          N.C. 1   DS18B20       7 N.C.
                                                                      1 23                N.C. 2                 6 N.C.
                                                                                           VDD 3                 5 GND
                                                                     GND DQ VDD            DQ 4
                                                                      1 23
                                                                                                  SO (150 mils)

                                                                                    DQ 1          +              8 VDD
                                                                                   N.C. 2          DS18B20       7 N.C.
                                                                                   N.C. 3                        6 N.C.
                                                                                   GND 4                         5 N.C.

                                                                                1                     SOP
                                                                     BOTTOM VIEW                  (DS18B20U)


19-7487; Rev 4; 1/15
DS18B20                                                                                Programmable Resolution
                                                                                     1-Wire Digital Thermometer

Absolute Maximum Ratings                                               Storage Temperature Range............................. -55C to +125C
                                                                       Solder Temperature................................Refer to the IPC/JEDEC
Voltage Range on Any Pin Relative to Ground.....-0.5V to +6.0V
Operating Temperature Range.......................... -55C to +125C                                                      J-STD-020 Specification.

These are stress ratings only and functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operation sections of this specification is not implied. Exposure
to absolute maximum rating conditions for extended periods of time may affect reliability.

DC Electrical Characteristics

(-55C to +125C; VDD = 3.0V to 5.5V)

            PARAMETER    SYMBOL                                        CONDITIONS           MIN   TYP MAX            UNITS
Supply Voltage              VDD                                                             +3.0              +5.5      V
Pullup Supply Voltage       VPU                 Local power (Note 1)                        +3.0              +5.5      V
                                                                                            +3.0              VDD
Thermometer Error           tERR                Parasite power         (Notes 1, 2)                           0.5     C
Input Logic-Low              VIL                Local power                                 -0.3               2       V
                             VIH                                                            +2.2              +0.8
Input Logic-High                                -10C to +85C         (Note 3)             +3.0                        V
                                                -55C to +125C                             4.0         The lower
Sink Current                                                                                              of 5.5 or    mA
Standby Current                                 (Notes 1, 4, 5)                                                        nA
Active Current                                                                                          VDD + 0.3      mA
DQ Input Current                                Local power            (Notes 1,6)                                     A
Drift                                           Parasite power                                                         C

                           IL                   VI/O = 0.4V                                       750 1000
                         IDDS                   (Notes 7, 8)
                         IDD                    VDD = 5V (Note 9)                                 1     1.5
                         IDQ                    (Note 10)
                                                (Note 11)                                         5


Note 1: All voltages are referenced to ground.

Note 2: The Pullup Supply Voltage specification assumes that the pullup device is ideal, and therefore the high level of the

Note 3:  pullup is equal to VPU. In order to meet the VIH spec of the DS18B20, the actual supply rail for the strong pullup transis-
         tor must include margin for the voltage drop across the transistor when it is turned on; thus: VPU_ACTUAL = VPU_IDEAL +
         See typical performance curve in Figure 1.

Note 4: Logic-low voltages are specified at a sink current of 4mA.

Note 5: To guarantee a presence pulse under low voltage parasite power conditions, VILMAX may have to be reduced to as low as

Note 6: Logic-high voltages are specified at a source current of 1mA.

Note 7: Standby current specified up to +70C. Standby current typically is 3A at +125C.

Note 8: To minimize IDDS, DQ should be within the following ranges: GND  DQ  GND + 0.3V or VDD 0.3V  DQ  VDD.
Note 9: Active current refers to supply current during active temperature conversions or EEPROM writes.

Note 10: DQ line is high ("high-Z" state).

Note 11: Drift data is based on a 1000-hour stress test at +125C with VDD = 5.5V.                                                                                 Maxim Integrated  2
DS18B20                                                                                                       Programmable Resolution
                                                                                                            1-Wire Digital Thermometer

AC Electrical CharacteristicsNV Memory

(-55C to +125C; VDD = 3.0V to 5.5V)

            PARAMETER                                     SYMBOL                      CONDITIONS                      MIN TYP MAX UNITS
NV Write Cycle Time                                          tWR
EEPROM Writes                                                      -55C to +55C                                              2  10     ms
EEPROM Data Retention                                      NEEWR   -55C to +55C
                                                            tEEDR                                                     50k                writes

                                                                                                                      10                 years

AC Electrical Characteristics

(-55C to +125C; VDD = 3.0V to 5.5V)

PARAMETER                                                 SYMBOL          CONDITIONS                                  MIN TYP MAX UNITS

                                                                   9-bit resolution                                               93.75

Temperature Conversion Time                               tCONV    10-bit resolution             (Note 12)                        187.5
                                                                   11-bit resolution                                                             ms


                                                                   12-bit resolution                                              750

Time to Strong Pullup On                                   tSPON   Start convert T command issued                                 10     s
Time Slot                                                  tSLOT   (Note 12)
Recovery Time                                               tREC   (Note 12)                                          60          120    s
Write 0 Low Time                                           tLOW0   (Note 12)
Write 1 Low Time                                           tLOW1   (Note 12)                                          1                  s
Read Data Valid                                             tRDV   (Note 12)
Reset Time High                                            tRSTH   (Note 12)                                          60          120    s
Reset Time Low                                             tRSTL   (Notes 12, 13)
Presence-Detect High                                      tPDHIGH  (Note 12)                                          1           15     s
Presence-Detect Low                                       tPDLOW   (Note 12)
Capacitance                                               CIN/OUT                                                                 15     s

                                                                                                                      480                s

                                                                                                                      480                s

                                                                                                                      15          60     s

                                                                                                                      60          240    s

                                                                                                                                  25     pF

Note 12: See the timing diagrams in Figure 2.
Note 13: Under parasite power, if tRSTL > 960s, a power-on reset can occur.

                                                                      DS18B20 TYPICAL ERROR CURVE



                          THERMOMETER ERROR (C)  0.3                                 +3s ERROR





                                                  -0.2                                                 -3s ERROR

                                                  -0.3    MEAN ERROR


                                                  -0.5    10          20  30          40           50             60       70

                                                                          TEMPERATURE (C)

Figure 1. Typical Performance Curve                                                                                                           Maxim Integrated  3
DS18B20                                                         Programmable Resolution
                                                              1-Wire Digital Thermometer
                             tREC       tLOW0                             START OF NEXT CYCLE
                                                                          START OF NEXT CYCLE
          1-WIRE READ ZERO TIME SLOT          tSLOT
                                 tREC                                  tRSTH

          1-WIRE RESET PULSE                      tRDV

                                       RESET PULSE FROM HOST

          1-WIRE PRESENCE DETECT                                                    PRESENCE DETECT


Figure 2. Timing Diagrams

Pin Description

  SO        PIN     TO-92         NAME                        FUNCTION
1, 2, 6,  SOP        --
          2, 3, 5,     3          N.C.  No Connection
  7, 8                            VDD
            6, 7                   DQ   Optional VDD. VDD must be grounded for operation in parasite power mode.
   3         8                    GND   Data Input/Output. Open-drain 1-Wire interface pin. Also provides power to the
                                        device when used in parasite power mode (see the Powering the DS18B20 section.)
4         1                2            Ground

5         4                1                                                                              Maxim Integrated  4
DS18B20                                                                          Programmable Resolution
                                                                               1-Wire Digital Thermometer

Overview                                                           DQ pin when the bus is high. The high bus signal also
                                                                   charges an internal capacitor (CPP), which then supplies
Figure 3 shows a block diagram of the DS18B20, and                 power to the device when the bus is low. This method of
pin descriptions are given in the Pin Description table.           deriving power from the 1-Wire bus is referred to as "para-
The 64-bit ROM stores the device's unique serial code.             site power." As an alternative, the DS18B20 may also be
The scratchpad memory contains the 2-byte temperature              powered by an external supply on VDD.
register that stores the digital output from the temperature
sensor. In addition, the scratchpad provides access to the         Operation--Measuring Temperature
1-byte upper and lower alarm trigger registers (TH and
TL) and the 1-byte configuration register. The configura-          The core functionality of the DS18B20 is its direct-to-
tion register allows the user to set the resolution of the         digital temperature sensor. The resolution of the tempera-
temperature-to-digital conversion to 9, 10, 11, or 12 bits.        ture sensor is user-configurable to 9, 10, 11, or 12 bits,
The TH, TL, and configuration registers are nonvolatile            corresponding to increments of 0.5C, 0.25C, 0.125C,
(EEPROM), so they will retain data when the device is              and 0.0625C, respectively. The default resolution at
powered down.                                                      power-up is 12-bit. The DS18B20 powers up in a low-
                                                                   power idle state. To initiate a temperature measurement
The DS18B20 uses Maxim's exclusive 1-Wire bus proto-               and A-to-D conversion, the master must issue a Convert
col that implements bus communication using one control            T [44h] command. Following the conversion, the resulting
signal. The control line requires a weak pullup resistor           thermal data is stored in the 2-byte temperature register
since all devices are linked to the bus via a 3-state or           in the scratchpad memory and the DS18B20 returns to its
open-drain port (the DQ pin in the case of the DS18B20).           idle state. If the DS18B20 is powered by an external sup-
In this bus system, the microprocessor (the master                 ply, the master can issue "read time slots" (see the 1-Wire
device) identifies and addresses devices on the bus                Bus System section) after the Convert T command and
using each device's unique 64-bit code. Because each               the DS18B20 will respond by transmitting 0 while the tem-
device has a unique code, the number of devices that               perature conversion is in progress and 1 when the con-
can be addressed on one bus is virtually unlimited. The            version is done. If the DS18B20 is powered with parasite
1-Wire bus protocol, including detailed explanations of the        power, this notification technique cannot be used since
commands and "time slots," is covered in the 1-Wire Bus            the bus must be pulled high by a strong pullup during the
System section.                                                    entire temperature conversion. The bus requirements for
                                                                   parasite power are explained in detail in the Powering the
Another feature of the DS18B20 is the ability to oper-             DS18B20 section.
ate without an external power supply. Power is instead
supplied through the 1-Wire pullup resistor through the

        VPU                    PARASITE POWER CIRCUIT              64-BIT ROM      MEMORY        DS18B20
4.7k                                                               AND 1-Wire  CONTROL LOGIC
                                                     INTERNAL VDD                                   TEMPERATURE
               DQ        CPP                                          PORT      SCRATCHPAD               SENSOR

              GND                                        POWER-                               ALARM HIGH TRIGGER (TH)
                                                    SUPPLY SENSE                                 REGISTER (EEPROM)
                                                                                              ALARM LOW TRIGGER (TL)
                                                                                                 REGISTER (EEPROM)

                                                                                                REGISTER (EEPROM)

                                                                                                       8-BIT CRC

Figure 3. DS18B20 Block Diagram                                                                       Maxim Integrated  5
DS18B20                                                                              Programmable Resolution
                                                                                   1-Wire Digital Thermometer

The DS18B20 output temperature data is calibrated in             Operation--Alarm Signaling
degrees Celsius; for Fahrenheit applications, a lookup
table or conversion routine must be used. The tempera-           After the DS18B20 performs a temperature conversion,
ture data is stored as a 16-bit sign-extended two's comple-      the temperature value is compared to the user-defined
ment number in the temperature register (see Figure 4).          two's complement alarm trigger values stored in the
The sign bits (S) indicate if the temperature is positive        1-byte TH and TL registers (see Figure 5). The sign bit (S)
or negative: for positive numbers S = 0 and for negative         indicates if the value is positive or negative: for positive
numbers S = 1. If the DS18B20 is configured for 12-bit           numbers S = 0 and for negative numbers S = 1. The TH
resolution, all bits in the temperature register will contain    and TL registers are nonvolatile (EEPROM) so they will
valid data. For 11-bit resolution, bit 0 is undefined. For       retain data when the device is powered down. TH and TL
10-bit resolution, bits 1 and 0 are undefined, and for 9-bit     can be accessed through bytes 2 and 3 of the scratchpad
resolution bits 2, 1, and 0 are undefined. Table 1 gives         as explained in the Memory section.
examples of digital output data and the corresponding
temperature reading for 12-bit resolution conversions.           Only bits 11 through 4 of the temperature register are
                                                                 used in the TH and TL comparison since TH and TL are
                                                                 8-bit registers. If the measured temperature is lower than

LS BYTE   BIT 7                 BIT 6         BIT 5   BIT 4                BIT 3   BIT 2   BIT 1  BIT 0
MS BYTE      23                    22            21      20                  2-1     2-2    2-3    2-4

          BIT 15                BIT 14        BIT 13  BIT 12               BIT 11  BIT 10  BIT 9  BIT 8
             S                     S             S       S                    S       26     25     24


Figure 4. Temperature Register Format

Table 1. Temperature/Data Relationship

TEMPERATURE (C)                                      DIGITAL OUTPUT                       DIGITAL OUTPUT
                                                           (BINARY)                                (HEX)
          +125                                0000 0111 1101 0000                                  0550h
          +85*                                0000 0101 0101 0000                                  00A2h
          +25.0625                            0000 0001 1001 0001                                  0000h
          +10.125                             0000 0000 1010 0010                                  FF5Eh
          +0.5                                0000 0000 0000 1000                                  FC90h

          0                                   0000 0000 0000 0000

          -0.5                                        1111 1111 1111 1000

          -10.125                                     1111 1111 0101 1110

          -25.0625                                    1111 1110 0110 1111

          -55                                 1111 1100 1001 0000

*The power-on reset value of the temperature register is +85C.

BIT 7                    BIT 6         BIT 5  BIT 4              BIT 3             BIT 2   BIT 1  BIT 0
  S                        26            25     24                 23                22      21     20

Figure 5. TH and TL Register Format                                                                           Maxim Integrated  6
DS18B20                                                        Programmable Resolution
                                                             1-Wire Digital Thermometer

or equal to TL or higher than or equal to TH, an alarm con-  by CPP. To assure that the DS18B20 has sufficient supply
dition exists and an alarm flag is set inside the DS18B20.   current, it is necessary to provide a strong pullup on the
This flag is updated after every temperature measure-        1-Wire bus whenever temperature conversions are tak-
ment; therefore, if the alarm condition goes away, the flag  ing place or data is being copied from the scratchpad to
will be turned off after the next temperature conversion.    EEPROM. This can be accomplished by using a MOSFET
                                                             to pull the bus directly to the rail as shown in Figure 6. The
The master device can check the alarm flag status of         1-Wire bus must be switched to the strong pullup within
all DS18B20s on the bus by issuing an Alarm Search           10s (max) after a Convert T [44h] or Copy Scratchpad
[ECh] command. Any DS18B20s with a set alarm flag will       [48h] command is issued, and the bus must be held high
respond to the command, so the master can determine          by the pullup for the duration of the conversion (tCONV)
exactly which DS18B20s have experienced an alarm             or data transfer (tWR = 10ms). No other activity can take
condition. If an alarm condition exists and the TH or TL     place on the 1-Wire bus while the pullup is enabled.
settings have changed, another temperature conversion
should be done to validate the alarm condition.              The DS18B20 can also be powered by the conventional
                                                             method of connecting an external power supply to the
Powering the DS18B20                                         VDD pin, as shown in Figure 7. The advantage of this
                                                             method is that the MOSFET pullup is not required, and
The DS18B20 can be powered by an external supply on          the 1-Wire bus is free to carry other traffic during the tem-
the VDD pin, or it can operate in "parasite power" mode,     perature conversion time.
which allows the DS18B20 to function without a local
external supply. Parasite power is very useful for applica-  The use of parasite power is not recommended for tem-
tions that require remote temperature sensing or that are    peratures above +100C since the DS18B20 may not be
very space constrained. Figure 3 shows the DS18B20's         able to sustain communications due to the higher leak-
parasite-power control circuitry, which "steals" power from  age currents that can exist at these temperatures. For
the 1-Wire bus via the DQ pin when the bus is high. The      applications in which such temperatures are likely, it is
stolen charge powers the DS18B20 while the bus is high,      strongly recommended that the DS18B20 be powered by
and some of the charge is stored on the parasite power       an external power supply.
capacitor (CPP) to provide power when the bus is low.
When the DS18B20 is used in parasite power mode, the         In some situations the bus master may not know whether
VDD pin must be connected to ground.                         the DS18B20s on the bus are parasite powered or pow-
                                                             ered by external supplies. The master needs this informa-
In parasite power mode, the 1-Wire bus and CPP can pro-      tion to determine if the strong bus pullup should be used
vide sufficient current to the DS18B20 for most operations   during temperature conversions. To get this information,
as long as the specified timing and voltage requirements     the master can issue a Skip ROM [CCh] command fol-
are met (see the DC Electrical Characteristics and AC        lowed by a Read Power Supply [B4h] command followed
Electrical Characteristics). However, when the DS18B20       by a "read time slot". During the read time slot, parasite
is performing temperature conversions or copying data        powered DS18B20s will pull the bus low, and externally
from the scratchpad memory to EEPROM, the operating          powered DS18B20s will let the bus remain high. If the
current can be as high as 1.5mA. This current can cause      bus is pulled low, the master knows that it must supply
an unacceptable voltage drop across the weak 1-Wire          the strong pullup on the 1-Wire bus during temperature
pullup resistor and is more current than can be supplied     conversions.

                            VPU                DS18B20                   VPU           DS18B20   VDD (EXTERNAL
                                                             P                                      SUPPLY)
            VPU                              GND DQ VDD                              GND DQ VDD
P                                                                             4.7k


                                 1-Wire BUS  TO OTHER        1-Wire BUS                          TO OTHER
                                             1-Wire DEVICES                                      1-Wire DEVICES

Figure 6. Supplying the Parasite-Powered DS18B20 During      Figure 7. Powering the DS18B20 with an External Supply
Temperature Conversions                                                                          Maxim Integrated  7
DS18B20                                                                                                     Programmable Resolution
                                                                                                          1-Wire Digital Thermometer

64-BIT Lasered ROM code                                       ter data, which is explained in detail in the Configuration
                                                              Register section. Bytes 5, 6, and 7 are reserved for inter-
Each DS18B20 contains a unique 64bit code (see Figure        nal use by the device and cannot be overwritten.
8) stored in ROM. The least significant 8 bits of the ROM
code contain the DS18B20's 1-Wire family code: 28h. The       Byte 8 of the scratchpad is read-only and contains the
next 48 bits contain a unique serial number. The most         CRC code for bytes 0 through 7 of the scratchpad.
significant 8 bits contain a cyclic redundancy check (CRC)    The DS18B20 generates this CRC using the method
byte that is calculated from the first 56 bits of the ROM     described in the CRC Generation section.
code. A detailed explanation of the CRC bits is provided
in the CRC Generation section. The 64-bit ROM code and        Data is written to bytes 2, 3, and 4 of the scratchpad using
associated ROM function control logic allow the DS18B20       the Write Scratchpad [4Eh] command; the data must be
to operate as a 1-Wire device using the protocol detailed     transmitted to the DS18B20 starting with the least signifi-
in the 1-Wire Bus System section.                             cant bit of byte 2. To verify data integrity, the scratchpad
                                                              can be read (using the Read Scratchpad [BEh] command)
Memory                                                        after the data is written. When reading the scratchpad,
                                                              data is transferred over the 1-Wire bus starting with the
The DS18B20's memory is organized as shown in Figure          least significant bit of byte 0. To transfer the TH, TL and
9. The memory consists of an SRAM scratchpad with             configuration data from the scratchpad to EEPROM, the
nonvolatile EEPROM storage for the high and low alarm         master must issue the Copy Scratchpad [48h] command.
trigger registers (TH and TL) and configuration register.
Note that if the DS18B20 alarm function is not used,          Data in the EEPROM registers is retained when the
the TH and TL registers can serve as general-purpose          device is powered down; at power-up the EEPROM data
memory. All memory commands are described in detail in        is reloaded into the corresponding scratchpad locations.
the DS18B20 Function Commands section.                        Data can also be reloaded from EEPROM to the scratch-
                                                              pad at any time using the Recall E2 [B8h] command. The
Byte 0 and byte 1 of the scratchpad contain the LSB and       master can issue read time slots following the Recall E2
the MSB of the temperature register, respectively. These      command and the DS18B20 will indicate the status of the
bytes are read-only. Bytes 2 and 3 provide access to TH       recall by transmitting 0 while the recall is in progress and
and TL registers. Byte 4 contains the configuration regis-    1 when the recall is done.

         8-BIT CRC                              48-BIT SERIAL NUMBER                                               8-BIT FAMILY CODE (28h)

MSB                                LSB MSB                                                                LSB MSB                           LSB

Figure 8. 64-Bit Lasered ROM Code

                                   (POWER-UP STATE)

         BYTE 0          TEMPERATURE LSB (50h)        (85C)                            EEPROM
         BYTE 1          TEMPERATURE MSB (05h)                        TH REGISTER OR USER BYTE 1*
         BYTE 2                                                       TL REGISTER OR USER BYTE 2*
         BYTE 3          TH REGISTER OR USER BYTE 1*                  CONFIGURATION REGISTER*
         BYTE 4
         BYTE 5          TL REGISTER OR USER BYTE 2*
         BYTE 6
         BYTE 8
                         RESERVED (FFh)


                         RESERVED (10h)


                                                   *POWER-UP STATE DEPENDS ON VALUE(S) STORED IN EEPROM.

Figure 9. DS18B20 Memory Map                                                                                            Maxim Integrated  8
DS18B20                                                                           Programmable Resolution
                                                                                1-Wire Digital Thermometer

Configuration Register                                              received error free. The comparison of CRC values and
                                                                    the decision to continue with an operation are determined
Byte 4 of the scratchpad memory contains the configura-             entirely by the bus master. There is no circuitry inside the
tion register, which is organized as illustrated in Figure 10.      DS18B20 that prevents a command sequence from pro-
The user can set the conversion resolution of the DS18B20           ceeding if the DS18B20 CRC (ROM or scratchpad) does
using the R0 and R1 bits in this register as shown in Table         not match the value generated by the bus master.
2. The power-up default of these bits is R0 = 1 and R1 =
1 (12-bit resolution). Note that there is a direct tradeoff         The equivalent polynomial function of the CRC (ROM or
between resolution and conversion time. Bit 7 and bits 0 to         scratchpad) is:
4 in the configuration register are reserved for internal use
by the device and cannot be overwritten.                                                 CRC = X8 + X5 + X4 + 1

CRC Generation                                                      The bus master can re-calculate the CRC and compare it
                                                                    to the CRC values from the DS18B20 using the polyno-
CRC bytes are provided as part of the DS18B20's 64-bit              mial generator shown in Figure 11. This circuit consists
ROM code and in the 9th byte of the scratchpad memory.              of a shift register and XOR gates, and the shift register
The ROM code CRC is calculated from the first 56 bits               bits are initialized to 0. Starting with the least significant
of the ROM code and is contained in the most significant            bit of the ROM code or the least significant bit of byte 0
byte of the ROM. The scratchpad CRC is calculated from              in the scratchpad, one bit at a time should shifted into the
the data stored in the scratchpad, and therefore it chang-          shift register. After shifting in the 56th bit from the ROM or
es when the data in the scratchpad changes. The CRCs                the most significant bit of byte 7 from the scratchpad, the
provide the bus master with a method of data validation             polynomial generator will contain the recalculated CRC.
when data is read from the DS18B20. To verify that data             Next, the 8-bit ROM code or scratchpad CRC from the
has been read correctly, the bus master must re-calculate           DS18B20 must be shifted into the circuit. At this point, if
the CRC from the received data and then compare this                the re-calculated CRC was correct, the shift register will
value to either the ROM code CRC (for ROM reads) or                 contain all 0s. Additional information about the Maxim
to the scratchpad CRC (for scratchpad reads). If the cal-           1-Wire cyclic redundancy check is available in Application
culated CRC matches the read CRC, the data has been                 Note 27: Understanding and Using Cyclic Redundancy
                                                                    Checks with Maxim iButton Products.

BIT 7                    BIT 6         BIT 5  BIT 4                 BIT 3       BIT 2    BIT 1  BIT 0
  0                       R1            R0      1                     1           1        1      1

Figure 10. Configuration Register

Table 2. Thermometer Resolution Configuration

R1                                  R0        RESOLUTION                               MAX CONVERSION TIME

0                                   0                           9               93.75ms         (tCONV/8)
                                                                                187.5ms         (tCONV/4)
0                                   1                           10               375ms          (tCONV/2)
                                                                                 750ms           (tCONV)
1                                   0                           11

1                                   1                           12


                                              XOR                          XOR                                 XOR

Figure 11. CRC Generator                                                                         Maxim Integrated  9
DS18B20                                                                                   Programmable Resolution
                                                                                        1-Wire Digital Thermometer

1-Wire Bus System                                                                       Transaction Sequence

The 1-Wire bus system uses a single bus master to con-                                  The transaction sequence for accessing the DS18B20 is
trol one or more slave devices. The DS18B20 is always a                                 as follows:
slave. When there is only one slave on the bus, the sys-
tem is referred to as a "single-drop" system; the system is                             Step 1. Initialization
"multidrop" if there are multiple slaves on the bus.
                                                                                        Step 2. ROM Command (followed by any required data
All data and commands are transmitted least significant                                            exchange)
bit first over the 1-Wire bus.
                                                                                        Step 3. DS18B20 Function Command (followed by any
The following discussion of the 1-Wire bus system is                                               required data exchange)
broken down into three topics: hardware configuration,
transaction sequence, and 1-Wire signaling (signal types                                It is very important to follow this sequence every time the
and timing).                                                                            DS18B20 is accessed, as the DS18B20 will not respond
                                                                                        if any steps in the sequence are missing or out of order.
Hardware Configuration                                                                  Exceptions to this rule are the Search ROM [F0h] and
                                                                                        Alarm Search [ECh] commands. After issuing either of
The 1-Wire bus has by definition only a single data line.                               these ROM commands, the master must return to Step 1
Each device (master or slave) interfaces to the data line                               in the sequence.
via an open-drain or 3-state port. This allows each device
to "release" the data line when the device is not transmit-                             Initialization
ting data so the bus is available for use by another device.
The 1-Wire port of the DS18B20 (the DQ pin) is open                                     All transactions on the 1-Wire bus begin with an initializa-
drain with an internal circuit equivalent to that shown in                              tion sequence. The initialization sequence consists of a
Figure 12.                                                                              reset pulse transmitted by the bus master followed by
                                                                                        presence pulse(s) transmitted by the slave(s). The pres-
The 1-Wire bus requires an external pullup resistor of                                  ence pulse lets the bus master know that slave devices
approximately 5k; thus, the idle state for the 1-Wire                                   (such as the DS18B20) are on the bus and are ready
bus is high. If for any reason a transaction needs to be                                to operate. Timing for the reset and presence pulses is
suspended, the bus MUST be left in the idle state if the                                detailed in the 1-Wire Signaling section.
transaction is to resume. Infinite recovery time can occur
between bits so long as the 1-Wire bus is in the inactive                               ROM Commands
(high) state during the recovery period. If the bus is held
low for more than 480s, all components on the bus will                                 After the bus master has detected a presence pulse, it
be reset.                                                                               can issue a ROM command. These commands operate
                                                                                        on the unique 64-bit ROM codes of each slave device
          VPU                                                                           and allow the master to single out a specific device if
                                                                                        many are present on the 1-Wire bus. These commands
    4.7k                                                   DS18B20                      also allow the master to determine how many and what
                                                          1-Wire PORT                   types of devices are present on the bus or if any device
Rx             1-Wire BUS DQ                                                            has experienced an alarm condition. There are five ROM
                                                                                    Rx  commands, and each command is 8 bits long. The master
                                                                                        device must issue an appropriate ROM command before
                                                     5A          Tx                    issuing a DS18B20 function command. A flowchart for
                                                     TYP                                operation of the ROM commands is shown in Figure 13.
Tx                                                        MOSFET                        Search Rom [F0h]

                            Rx = RECEIVE                                                When a system is initially powered up, the master must
                            Tx = TRANSMIT                                               identify the ROM codes of all slave devices on the bus,
                                                                                        which allows the master to determine the number of
Figure 12. Hardware Configuration                                                       slaves and their device types. The master learns the
                                                                                        ROM codes through a process of elimination that requires
                                                                                        the master to perform a Search ROM cycle (i.e., Search
                                                                                        ROM command followed by data exchange) as many
                                                                                        times as necessary to identify all of the slave devices.                                                                 Maxim Integrated  10
DS18B20                                                                 Programmable Resolution
                                                                      1-Wire Digital Thermometer

If there is only one slave on the bus, the simpler Read               master must return to Step 1 (Initialization) in the transac-
ROM [33h] command can be used in place of the Search                  tion sequence. See the Operation--Alarm Signaling sec-
ROM process. For a detailed explanation of the Search                 tion for an explanation of alarm flag operation.
ROM procedure, refer to Application Note 937: Book of
iButton Standards. After every Search ROM cycle, the                 DS18B20 Function Commands
bus master must return to Step 1 (Initialization) in the
transaction sequence.                                                 After the bus master has used a ROM command to
                                                                      address the DS18B20 with which it wishes to communi-
Read Rom [33h]                                                        cate, the master can issue one of the DS18B20 function
                                                                      commands. These commands allow the master to write
This command can only be used when there is one slave                 to and read from the DS18B20's scratchpad memory,
on the bus. It allows the bus master to read the slave's              initiate temperature conversions and determine the power
64-bit ROM code without using the Search ROM proce-                   supply mode. The DS18B20 function commands, which
dure. If this command is used when there is more than                 are described below, are summarized in Table 3 and illus-
one slave present on the bus, a data collision will occur             trated by the flowchart in Figure 14.
when all the slaves attempt to respond at the same time.
                                                                      Convert T [44h]
Match Rom [55H]
                                                                      This command initiates a single temperature conversion.
The match ROM command followed by a 64-bit ROM                        Following the conversion, the resulting thermal data is
code sequence allows the bus master to address a                      stored in the 2-byte temperature register in the scratch-
specific slave device on a multidrop or single-drop bus.              pad memory and the DS18B20 returns to its low-power
Only the slave that exactly matches the 64-bit ROM code               idle state. If the device is being used in parasite power
sequence will respond to the function command issued                  mode, within 10s (max) after this command is issued
by the master; all other slaves on the bus will wait for a            the master must enable a strong pullup on the 1-Wire bus
reset pulse.                                                          for the duration of the conversion (tCONV) as described
                                                                      in the Powering the DS18B20 section. If the DS18B20 is
Skip Rom [CCh]                                                        powered by an external supply, the master can issue read
                                                                      time slots after the Convert T command and the DS18B20
The master can use this command to address all devices                will respond by transmitting a 0 while the temperature
on the bus simultaneously without sending out any ROM                 conversion is in progress and a 1 when the conversion is
code information. For example, the master can make all                done. In parasite power mode this notification technique
DS18B20s on the bus perform simultaneous temperature                  cannot be used since the bus is pulled high by the strong
conversions by issuing a Skip ROM command followed by                 pullup during the conversion.
a Convert T [44h] command.
                                                                      Write Scratchpad [4Eh]
Note that the Read Scratchpad [BEh] command can
follow the Skip ROM command only if there is a single                 This command allows the master to write 3 bytes of data
slave device on the bus. In this case, time is saved by               to the DS18B20's scratchpad. The first data byte is written
allowing the master to read from the slave without send-              into the TH register (byte 2 of the scratchpad), the second
ing the device's 64-bit ROM code. A Skip ROM command                  byte is written into the TL register (byte 3), and the third
followed by a Read Scratchpad command will cause                      byte is written into the configuration register (byte 4). Data
a data collision on the bus if there is more than one                 must be transmitted least significant bit first. All three
slave since multiple devices will attempt to transmit data            bytes MUST be written before the master issues a reset,
simultaneously.                                                       or the data may be corrupted.

Alarm Search [ECh]                                                    Read Scratchpad [BEh]

The operation of this command is identical to the operation           This command allows the master to read the contents of
of the Search ROM command except that only slaves with                the scratchpad. The data transfer starts with the least sig-
a set alarm flag will respond. This command allows the                nificant bit of byte 0 and continues through the scratchpad
master device to determine if any DS18B20s experienced                until the 9th byte (byte 8 CRC) is read. The master may
an alarm condition during the most recent temperature                 issue a reset to terminate reading at any time if only part
conversion. After every Alarm Search cycle (i.e., Alarm               of the scratchpad data is needed.
Search command followed by data exchange), the bus

iButton is a registered trademark of Maxim Integrated Products, Inc.                                               Maxim Integrated  11
DS18B20                                                                    Programmable Resolution
                                                                         1-Wire Digital Thermometer

Copy Scratchpad [48h]                                       following the Recall E2 command and the DS18B20 will
                                                            indicate the status of the recall by transmitting 0 while the
This command copies the contents of the scratchpad          recall is in progress and 1 when the recall is done. The
TH, TL and configuration registers (bytes 2, 3 and 4) to    recall operation happens automatically at power-up, so
EEPROM. If the device is being used in parasite power       valid data is available in the scratchpad as soon as power
mode, within 10s (max) after this command is issued the    is applied to the device.
master must enable a strong pullup on the 1-Wire bus for
at least 10ms as described in the Powering the DS18B20      Read Power Supply [B4h]
                                                            The master device issues this command followed by a
Recall E2 [B8h]                                             read time slot to determine if any DS18B20s on the bus
                                                            are using parasite power. During the read time slot, para-
This command recalls the alarm trigger values (TH and       site powered DS18B20s will pull the bus low, and exter-
TL) and configuration data from EEPROM and places the       nally powered DS18B20s will let the bus remain high. See
data in bytes 2, 3, and 4, respectively, in the scratchpad  the Powering the DS18B20 section for usage information
memory. The master device can issue read time slots         for this command.

Table 3. DS18B20 Function Command Set

COMMAND                  DESCRIPTION                     PROTOCOL  1-Wire BUS ACTIVITY AFTER                NOTES
                                                                       COMMAND IS ISSUED


                                                                   DS18B20 transmits conversion status

Convert T   Initiates temperature conversion.               44h    to master (not applicable for parasite-  1

                                                                   powered DS18B20s).

                                               MEMORY COMMANDS

Read        Reads the entire scratchpad including the       BEh    DS18B20 transmits up to 9 data bytes     2
Scratchpad  CRC byte.                                              to master.

Write       Writes data into scratchpad bytes 2, 3, and     4Eh    Master transmits 3 data bytes to         3
Scratchpad  4 (TH, TL, and configuration registers).               DS18B20.

Copy        Copies TH, TL, and configuration register       48h    None                                     1
Scratchpad  data from the scratchpad to EEPROM.

Recall E2   Recalls TH, TL, and configuration register      B8h    DS18B20 transmits recall status to
            data from EEPROM to the scratchpad.                    master.

Read Power Signals DS18B20 power supply mode to             B4h    DS18B20 transmits supply status to
Supply      the master.

Note 1: For parasite-powered DS18B20s, the master must enable a strong pullup on the 1-Wire bus during temperature conver-
            sions and copies from the scratchpad to EEPROM. No other bus activity may take place during this time.

Note 2: The master can interrupt the transmission of data at any time by issuing a reset.
Note 3: All three bytes must be written before a reset is issued.                                                                              Maxim Integrated  12
DS18B20                                                                         Programmable Resolution
                                                                              1-Wire Digital Thermometer

                                   INITIALIZATION    MASTER Tx RESET PULSE
                                       SEQUENCE    DS18B20 Tx PRESENCE PULSE

                                                   MASTER Tx ROM COMMAND

         33h READ       N          55h MATCH  N       F0h                N    ECh               N  CCh       N

         ROM                       ROM                SEARCH ROM              ALARM SEARCH         SKIP ROM

         COMMAND                   COMMAND            COMMAND                 COMMAND              COMMAND

         Y                         Y                  Y                            Y               Y

                                   MASTER Tx          DS18B20 Tx BIT 0        DS18B20 Tx BIT 0
                                      BIT 0           DS18B20 Tx BIT 0        DS18B20 Tx BIT 0
                                                      MASTER Tx BIT 0         MASTER TX BIT 0

                                   BIT 0      N    N  BIT 0              N    DEVICE(S)         N

                                   MATCH ?            MATCH ?                 WITH ALARM

                                                                              FLAG SET ?

           DS18B20 TX              Y                  Y                            Y
         FAMILY CODE 1
                                   MASTER Tx          DS18B20 Tx BIT 1
               BYTE                   BIT 1           DS18B20 Tx BIT 1
                                                      MASTER Tx BIT 1
            DS18B20 Tx
         SERIAL NUMBER             BIT 1      N    N  BIT 1

              6 BYTES              MATCH?             MATCH?

            DS18B20 Tx
            CRC BYTE

                                   Y                  Y

                                   MASTER Tx          DS18B20 Tx BIT 63
                                      BIT 63          DS18B20 Tx BIT 63
                                                      MASTER Tx BIT 63

                                   BIT 63     N    N  BIT 63

                                   MATCH?             MATCH?

                                   Y                  Y

                                                   MASTER Tx FUNCTION
                                                   COMMAND (FIGURE 14)

Figure 13. ROM Commands Flowchart                                                                            Maxim Integrated  13
DS18B20                                                                                                                                               Programmable Resolution
                                                                                                                                                    1-Wire Digital Thermometer

      MASTER Tx                 44h CONVERT       N                                                                                                        48h COPY         N
                                TEMPERATURE ?                                                                                                              SCRATCHPAD ?

                                          Y                                                                                                                Y

                             N     PARASITE       Y                                                                                                 N      PARASITE         Y
                                   POWER ?
DS18B20 BEGINS                                       MASTER ENABLES STRONG                                                                                 POWER ?
  CONVERSION                                                PULL-UP ON DQ

DEVICE            N                                      DS18B20 CONVERTS                                                           COPY IN      N                             MASTER ENABLES STRONG
                                                             TEMPERATURE                                                                                                              PULL-UP ON DQ
CONVERTING                                                                                                                       PROGRESS ?
                                                          MASTER DISABLES                                                                                                          DATA COPIED FROM
TEMPERATURE ?                                              STRONG PULLUP                                                                                                       SCRATCHPAD TO EEPROM

       Y                                                                                                                                   Y                                        MASTER DISABLES
                                                                                                                                                                                     STRONG PULLUP
MASTER                                                                                                                              MASTER
Rx "0s"             MASTER                                                                                                          Rx "0s"     MASTER
                      Rx "1s"                                                                                                                     Rx "1s"

N         B4h READ                             N     B8h                                                                         N  BEh READ                             N     4Eh WRITE

          POWER SUPPLY ?                             RECALL E2 ?                                                                    SCRATCHPAD ?                               SCRATCHPAD ?

                  Y                                             Y                                                                             Y                                Y

N         PARASITE              Y                   MASTER BEGINS                                                                   MASTER Rx DATA
                                                  DATA RECALL FROM                                                                     BYTE FROM
          POWER ?                                                                                                                     SCRATCHPAD                          MASTER Tx TH BYTE TO
                                                         E2 PROM                                                                                                                 SCRATCHPAD

MASTER                          MASTER               DEVICE BUSY    N                                                               MASTER Tx          Y                   MASTER Tx TL BYTE TO
Rx "1s"                         Rx "0s"              RECALLING                                                                                                                  SCRATCHPAD
                                                         DATA ?        Rx "1s"                                                      RESET ?                              MASTER TX CONFIG. BYTE
                                                                                                                                                                              TO SCRATCHPAD
                                                               Y                                                                              N

                                                       MASTER                                                                    N  HAVE 8 BYTES
                                                         Rx "0s"

                                                                                                                                    BEEN READ ?


                                                                                                                                        MASTER Rx
                                                                                                                                    SCRATCHPAD CRC


                                                                                                       RETURN TO INITIALIZATION                                                Maxim Integrated  14
                                                                                                         SEQUENCE (FIGURE 13)
                                                                                                        FOR NEXT TRANSACTION

Figure 14. DS18B20 Function Commands Flowchart
DS18B20                                                                     Programmable Resolution
                                                                          1-Wire Digital Thermometer

1-Wire Signaling                                                    Read/Write Time Slots

The DS18B20 uses a strict 1-Wire communication pro-                 The bus master writes data to the DS18B20 during write
tocol to ensure data integrity. Several signal types are            time slots and reads data from the DS18B20 during read
defined by this protocol: reset pulse, presence pulse, write        time slots. One bit of data is transmitted over the 1-Wire
0, write 1, read 0, and read 1. The bus master initiates all        bus per time slot.
these signals, with the exception of the presence pulse.
                                                                    Write Time Slots
Initialization Procedure--Reset And
Presence Pulses                                                     There are two types of write time slots: "Write 1" time slots
                                                                    and "Write 0" time slots. The bus master uses a Write 1
All communication with the DS18B20 begins with an ini-              time slot to write a logic 1 to the DS18B20 and a Write
tialization sequence that consists of a reset pulse from the        0 time slot to write a logic 0 to the DS18B20. All write
master followed by a presence pulse from the DS18B20.               time slots must be a minimum of 60s in duration with a
This is illustrated in Figure 15. When the DS18B20 sends            minimum of a 1s recovery time between individual write
the presence pulse in response to the reset, it is indicating       slots. Both types of write time slots are initiated by the
to the master that it is on the bus and ready to operate.           master pulling the 1-Wire bus low (see Figure 14).

During the initialization sequence the bus master trans-            To generate a Write 1 time slot, after pulling the 1-Wire
mits (TX) the reset pulse by pulling the 1-Wire bus low             bus low, the bus master must release the 1-Wire bus
for a minimum of 480s. The bus master then releases                within 15s. When the bus is released, the 5k pullup
the bus and goes into receive mode (RX). When the bus               resistor will pull the bus high. To generate a Write 0 time
is released, the 5k pullup resistor pulls the 1-Wire bus            slot, after pulling the 1-Wire bus low, the bus master must
high. When the DS18B20 detects this rising edge, it waits           continue to hold the bus low for the duration of the time
15s to 60s and then transmits a presence pulse by pull-           slot (at least 60s).
ing the 1-Wire bus low for 60s to 240s.
                                                                    The DS18B20 samples the 1-Wire bus during a window
                                                                    that lasts from 15s to 60s after the master initiates the
                                                                    write time slot. If the bus is high during the sampling win-
                                                                    dow, a 1 is written to the DS18B20. If the line is low, a 0
                                                                    is written to the DS18B20.

                                  MASTER Tx RESET PULSE                               MASTER Rx
                                        480s MINIMUM                              480s MINIMUM

                                                           DS18B20  DS18B20 TX PRESENCE
                                                    WAITS 15-60s       PULSE 60-240S

1-Wire BUS


                                  LINE TYPE LEGEND
                                                  BUS MASTER PULLING LOW
                                                  DS18B20 PULLING LOW
                                                  RESISTOR PULLUP

Figure 15. Initialization Timing                                                                           Maxim Integrated  15
DS18B20                                                                                Programmable Resolution
                                                                                     1-Wire Digital Thermometer

                      START             MASTER WRITE "0" SLOT                   START
                     OF SLOT               60s < Tx "0" < 120s               OF SLOT

                                  15s                                                      1s < TREC <  MASTER WRITE "1" SLOT


1-Wire BUS


                                              DS18B20 SAMPLES                                           DS18B20 SAMPLES

                                        MIN   TYP                       MAX                       MIN   TYP                            MAX

                                        15s                      30s         15s               15s                           30s

                                        MASTER READ "0" SLOT                                      MASTER READ "1" SLOT
                                                                               1s < TREC <
         VPU                            MASTER SAMPLES                  > 1s
1-Wire BUS                                                                                          MASTER SAMPLES

              > 1s

                         15s                 45s

                     LINE TYPE LEGEND                                        DS18B20 PULLING LOW             RESISTOR PULLUP
                                     BUS MASTER PULLING LOW

Figure 16. Read/Write Time Slot Timing Diagram                               read time slot, the DS18B20 will begin transmitting a 1
                                                                             or 0 on bus. The DS18B20 transmits a 1 by leaving the
Read Time Slots                                                              bus high and transmits a 0 by pulling the bus low. When
                                                                             transmitting a 0, the DS18B20 will release the bus by the
The DS18B20 can only transmit data to the master when                        end of the time slot, and the bus will be pulled back to
the master issues read time slots. Therefore, the master                     its high idle state by the pullup resister. Output data from
must generate read time slots immediately after issuing                      the DS18B20 is valid for 15s after the falling edge that
a Read Scratchpad [BEh] or Read Power Supply [B4h]                           initiated the read time slot. Therefore, the master must
command, so that the DS18B20 can provide the request-                        release the bus and then sample the bus state within
ed data. In addition, the master can generate read time                      15s from the start of the slot.
slots after issuing Convert T [44h] or Recall E2 [B8h] com-
mands to find out the status of the operation as explained                   Figure 17 illustrates that the sum of TINIT, TRC, and
in the DS18B20 Function Commands section.                                    TSAMPLE must be less than 15s for a read time slot.
                                                                             Figure 18 shows that system timing margin is maximized
All read time slots must be a minimum of 60s in duration                    by keeping TINIT and TRC as short as possible and by
with a minimum of a 1s recovery time between slots. A                       locating the master sample time during read time slots
read time slot is initiated by the master device pulling the                 towards the end of the 15s period.
1-Wire bus low for a minimum of 1s and then releasing
the bus (see Figure 16). After the master initiates the                                                                                      Maxim Integrated  16
DS18B20                                                                  Programmable Resolution
                                                                       1-Wire Digital Thermometer

         VPU                                                           VIH OF MASTER
1-Wire BUS


                            TINT > 1s                           TRC   MASTER SAMPLES


Figure 17. Detailed Master Read 1 Timing

         VPU                              VIH OF MASTER
1-Wire BUS


              TINT = TRC =                                             MASTER SAMPLES
              SMALL SMALL


                         LINE TYPE LEGEND
                                         BUS MASTER PULLING LOW
                                         RESISTOR PULLUP

Figure 18. Recommended Master Read 1 Timing

Related Application Notes                                        Application Note 162: Interfacing the DS18x20/DS1822
                                                                 1-Wire Temperature Sensor in a Microcontroller
The following application notes can be                           Environment
applied to the DS18B20 and are available at                                         Application Note 208: Curve Fitting the Error of a
                                                                 Bandgap-Based Digital Temperature Sensor
Application Note 27: Understanding and Using Cyclic
Redundancy Checks with Maxim iButton Products                    Application Note 2420: 1-Wire Communication with a
                                                                 Microchip PICmicro Microcontroller
Application Note 122: Using Dallas' 1-Wire ICs in 1-Cell
Li-Ion Battery Packs with Low-Side N-Channel Safety              Application Note 3754: Single-Wire Serial Bus Carries
FETs Master                                                      Isolated Power and Data

Application Note 126: 1-Wire Communication Through               Sample 1-Wire subroutines that can be used in conjunc-
Software                                                         tion with Application Note 74: Reading and Writing iBut-
                                                                 tons via Serial Interfaces can be downloaded from the
                                                                 Maxim website.                                                               Maxim Integrated  17
DS18B20                                                               Programmable Resolution
                                                                    1-Wire Digital Thermometer

DS18B20 Operation Example 1                                 DS18B20 Operation Example 2

In this example there are multiple DS18B20s on the bus      In this example there is only one DS18B20 on the bus and
and they are using parasite power. The bus master initi-    it is using parasite power. The master writes to the TH, TL,
ates a temperature conversion in a specific DS18B20 and     and configuration registers in the DS18B20 scratchpad
then reads its scratchpad and recalculates the CRC to       and then reads the scratchpad and recalculates the CRC
verify the data.                                            to verify the data. The master then copies the scratchpad
                                                            contents to EEPROM.

MASTER      DATA                     COMMENTS               MASTER  DATA (LSB                 COMMENTS
MODE   (LSB FIRST)                                          MODE      FIRST)
    Tx                   Master issues reset pulse.             Tx      Reset     Master issues reset pulse.
    Rx      Reset                                               Rx
    Tx                   DS18B20s respond with                  Tx   Presence     DS18B20 responds with
    Tx    Presence       presence pulse.                        Tx       CCh      presence pulse.
    Tx                                                                   4Eh
              55h        Master issues Match ROM                Tx                Master issues Skip ROM
    Tx                   command.                                   3 data bytes  command.
    Tx   64-bit ROM                                             Tx
    Rx       code        Master sends DS18B20 ROM               Rx      Reset     Master issues Write Scratchpad
    Tx                   code.                                  Tx   Presence     command.
    Tx        44h                                               Tx
    Tx                   Master issues Convert T                         CCh      Master sends three data bytes
           DQ line       command.                                        BEh      to scratchpad (TH, TL, and
        held high by                                                              config).
        strong pullup    Master applies strong pullup
                         to DQ for the duration of the                            Master issues reset pulse.
            Reset        conversion (tCONV).
                         Master issues reset pulse.                               DS18B20 responds with
          Presence                                                                presence pulse.
                         DS18B20s respond with
              55h        presence pulse.                                          Master issues Skip ROM
         64-bit ROM      Master issues Match ROM
             code        command.                                                 Master issues Read Scratchpad
             BEh         Master sends DS18B20 ROM
                         code.                                                    Master reads entire scratchpad

                         Master issues Read Scratchpad                            including CRC. The master then
                                                                                  recalculates the CRC of the

                                                                                  first eight data bytes from the

                         Master reads entire scratchpad     Rx      9 data bytes scratchpad and compares the

                         including CRC. The master then                           calculated CRC with the read

                         recalculates the CRC of the                              CRC (byte 9). If they match,

                         first eight data bytes from the                          the master continues; if not, the

Rx      9 data bytes scratchpad and compares the                                  read operation is repeated.

                         calculated CRC with the read

                         CRC (byte 9). If they match,       Tx      Reset         Master issues reset pulse.

                         the master continues; if not, the  Rx      Presence      DS18B20 responds with
                                                                                  presence pulse.
                         read operation is repeated.

                                                            Tx      CCh           Master issues Skip ROM

                                                            Tx      48h           Master issues Copy Scratchpad

                                                                    DQ line Master applies strong pullup to

                                                            Tx      held high by DQ for at least 10ms while copy

                                                                    strong pullup operation is in progress.                                                           Maxim Integrated  18
DS18B20                                              Programmable Resolution
                                                   1-Wire Digital Thermometer

Ordering Information

PART                     TEMP RANGE       PIN-PACKAGE            TOP MARK

DS18B20                  -55C to +125C  3 TO-92                18B20

DS18B20+                 -55C to +125C  3 TO-92                18B20

DS18B20/T&R              -55C to +125C  3 TO-92 (2000 Piece)   18B20

DS18B20+T&R              -55C to +125C  3 TO-92 (2000 Piece)   18B20

DS18B20-SL/T&R           -55C to +125C  3 TO-92 (2000 Piece)*  18B20

DS18B20-SL+T&R           -55C to +125C  3 TO-92 (2000 Piece)*  18B20

DS18B20U                 -55C to +125C  8 FSOP                 18B20

DS18B20U+                -55C to +125C  8 FSOP                 18B20

DS18B20U/T&R             -55C to +125C  8 FSOP (3000 Piece)    18B20

DS18B20U+T&R             -55C to +125C  8 FSOP (3000 Piece)    18B20

DS18B20Z                 -55C to +125C  8 SO                   DS18B20

DS18B20Z+                -55C to +125C  8 SO                   DS18B20

DS18B20Z/T&R             -55C to +125C  8 SO (2500 Piece)      DS18B20

DS18B20Z+T&R             -55C to +125C  8 SO (2500 Piece)      DS18B20

+Denotes a lead-free package. A "+" will appear on the top mark of lead-free packages.

T&R = Tape and reel.

*TO-92 packages in tape and reel can be ordered with straight or formed leads. Choose "SL" for straight leads. Bulk TO-92 orders
are straight leads only.                                          Maxim Integrated  19
DS18B20             Programmable Resolution
                  1-Wire Digital Thermometer

Revision History

REVISION                                                          DESCRIPTION                                   PAGES
   DATE                                                                                                       CHANGED
  030107  In the Absolute Maximum Ratings section, removed the reflow oven temperature value of +220C.
          Reference to JEDEC specification for reflow remains.                                                     19
  101207  In the Operation--Alarm Signaling section, added "or equal to" in the description for a TH alarm
          condition                                                                                                 5
  042208  In the Memory section, removed incorrect text describing memory.                                          7
    1/15  In the Configuration Register section, removed incorrect text describing configuration register.          8
          In the Ordering Information table, added TO-92 straight-lead packages and included a note that the        2
          TO-92 package in tape and reel can be ordered with either formed or straight leads.                       1
          Updated Benefits and Features section

For pricing, delivery, and ordering information, please contact Maxim Direct at 1-888-629-4642, or visit Maxim Integrated's website at

Maxim Integrated cannot assume responsibility for use of any circuitry other than circuitry entirely embodied in a Maxim Integrated product. No circuit patent licenses
are implied. Maxim Integrated reserves the right to change the circuitry and specifications without notice at any time. The parametric values (min and max limits)
shown in the Electrical Characteristics table are guaranteed. Other parametric values quoted in this data sheet are provided for guidance.

Maxim Integrated and the Maxim Integrated logo are trademarks of Maxim Integrated Products, Inc. 2015 Maxim Integrated Products, Inc.  20
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