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DS18B20U-

器件型号:DS18B20U-
器件类别:传感器    温度传感器    板上安装温度传感器   
厂商名称:Maxim Integrated [Maxim Integrated]
厂商官网:https://www.maximintegrated.com/en.html
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器件描述

Board Mount Temperature Sensors Prgmble Resolution 1-Wire Parasite Pwr

参数

产品属性属性值
Product AttributeAttribute Value
制造商:
Manufacturer:
Maxim Integrated
产品种类:
Product Category:
Board Mount Temperature Sensors
RoHS:YES
输出类型:
Output Type:
Digital
Configuration:Local
Accuracy:+/- 0.5 C
电源电压-最小:
Supply Voltage - Min:
3 VDC
电源电压-最大:
Supply Voltage - Max:
5.5 VDC
接口类型:
Interface Type:
1-Wire
Resolution:12 bit
最小工作温度:
Minimum Operating Temperature:
- 55 C
最大工作温度:
Maximum Operating Temperature:
+ 125 C
Shutdown:No Shutdown
Temperature Threshold:Programmable
安装风格:
Mounting Style:
SMD/SMT
封装 / 箱体:
Package / Case:
MSOP-8
产品:
Product:
Sensor
封装:
Packaging:
Tube
系列:
Series:
DS18B20
商标:
Brand:
Maxim Integrated
工作电源电流:
Operating Supply Current:
1.5 mA
工厂包装数量:
Factory Pack Quantity:
50
零件号别名:
Part # Aliases:
90-18B20+U00 DS18B20U
单位重量:
Unit Weight:
0.000832 oz

DS18B20U-器件文档内容

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                   ●●  Reduce Component Count with Integrated

lower trigger points. The DS18B20 communicates over a                       Temperature Sensor and EEPROM

1-Wire bus that by definition requires only one data line                   •  Measures Temperatures from -55°C to +125°C

(and  ground)     for  communication    with       a  central   micro-         (-67°F to +257°F)

processor. In addition, the DS18B20 can derive power                        •  ±0.5°C Accuracy from -10°C to +85°C

directly from the data line (“parasite power”), eliminating                 •  Programmable Resolution from 9 Bits to 12 Bits

the need for an external power supply.                                      •  No External Components Required

Each DS18B20 has a unique 64-bit serial code, which                     ●●  Parasitic Power Mode Requires Only 2 Pins for

allows multiple DS18B20s to function on the same 1-Wire                     Operation (DQ and GND)

bus.  Thus,   it  is   simple  to  use  one  microprocessor     to      ●●  Simplifies Distributed Temperature-Sensing

control  many     DS18B20s     distributed   over     a  large  area.       Applications with Multidrop Capability

Applications   that    can  benefit    from  this     feature  include      •  Each Device Has a Unique 64-Bit Serial Code

HVAC     environmental      controls,   temperature        monitoring          Stored in On-Board ROM

systems inside buildings, equipment, or machinery, and

process monitoring and control systems.                                 ●●  Flexible User-Definable Nonvolatile (NV) Alarm Settings

                                                                            with Alarm Search Command Identifies Devices with

Applications                                                                Temperatures Outside Programmed Limits

●●  Thermostatic Controls                                               ●●  Available in 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP, and

●●  Industrial Systems                                                      3-Pin TO-92 Packages

●●  Consumer Products

●●  Thermometers                                                        Pin Configurations

●●  Thermally Sensitive Systems

                                                                                              TOP  VIEW

                                                                                                   N.C.  1  +              8  N.C.

                                                                               DS18B20

                                                                                                   N.C.  2  DS18B20        7  N.C.

                                                                               1    2      3

                                                                                                   VDD   3                 6  N.C.

                                                                                                   DQ    4                 5  GND

                                                                                                            SO (150 mils)

                                                                                                            (DS18B20Z)

                                                                                                   DQ    1  +              8  VDD

                                                                               GND  DQ   VDD       N.C.  2  DS18B20        7  N.C.

                                                                                                   N.C.  3                 6  N.C.

                                                                               1    2      3       GND   4                 5  N.C.

                                                                                        1                      µSOP

Ordering Information appears at end of data sheet.                             BOTTOM VIEW                  (DS18B20U)

                                                                                  TO-92

1-Wire is a registered trademark of Maxim Integrated Products,  Inc.           (DS18B20)

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

                                                                                                          1-Wire Digital Thermometer

Absolute Maximum Ratings

Voltage Range on Any Pin Relative to Ground.....-0.5V to +6.0V                              Storage Temperature Range............................. -55°C to +125°C

Operating Temperature Range.......................... -55°C to +125°C                       Solder Temperature................................Refer to the IPC/JEDEC

                                                                                                                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

(-55°C to +125°C; VDD = 3.0V to 5.5V)

            PARAMETER                  SYMBOL                                               CONDITIONS    MIN   TYP   MAX         UNITS

Supply Voltage                                 VDD  Local power (Note 1)                                  +3.0        +5.5                                                                            V

Pullup Supply Voltage                          VPU  Parasite power                          (Notes 1, 2)  +3.0        +5.5                                                                            V

                                                    Local power                                           +3.0        VDD

Thermometer Error                      tERR         -10°C to +85°C                          (Note 3)                  ±0.5                                                                            °C

                                                    -55°C to +125°C                                                   ±2

Input Logic-Low                                VIL  (Notes 1, 4, 5)                                       -0.3        +0.8                                                                            V

                                                    Local power                                           +2.2        The lower

Input Logic-High                               VIH                                          (Notes 1,6)               of 5.5 or                                                                       V

                                                    Parasite power                                        +3.0        VDD + 0.3

Sink Current                                   IL   VI/O = 0.4V                                           4.0                            mA

Standby Current                        IDDS         (Notes 7, 8)                                                750   1000                                                                            nA

Active Current                                 IDD  VDD = 5V (Note 9)                                           1     1.5                mA

DQ Input Current                               IDQ  (Note 10)                                                   5                                                                                     µA

Drift                                               (Note 11)                                                   ±0.2                                                                                  °C

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

            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 +

            VTRANSISTOR.

Note   3:   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

            0.5V.

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

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

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 +125°C with VDD = 5.5V.

www.maximintegrated.com                                                                                               Maxim Integrated                                                                    │  2
DS18B20                                                                                                            Programmable Resolution

                                                                                                                   1-Wire Digital Thermometer

AC Electrical Characteristics–NV Memory

(-55°C to +125°C; VDD = 3.0V to 5.5V)

            PARAMETER                                      SYMBOL                     CONDITIONS                              MIN      TYP  MAX    UNITS

NV Write Cycle Time                                        tWR                                                                         2    10     ms

EEPROM Writes                                              NEEWR    -55°C to +55°C                                            50k                  writes

EEPROM Data Retention                                      tEEDR    -55°C to +55°C                                            10                   years

AC Electrical Characteristics

(-55°C to +125°C; 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  ms

                                                                    11-bit resolution                                                       375

                                                                    12-bit resolution                                                       750

Time to Strong Pullup On                                   tSPON    Start convert T command issued                                          10     µs

Time Slot                                                  tSLOT    (Note 12)                                                 60            120    µs

Recovery Time                                              tREC     (Note 12)                                                 1                    µs

Write 0 Low Time                                           tLOW0    (Note 12)                                                 60            120    µs

Write 1 Low Time                                           tLOW1    (Note 12)                                                 1             15     µs

Read Data Valid                                            tRDV     (Note 12)                                                               15     µs

Reset Time High                                            tRSTH    (Note 12)                                                 480                  µs

Reset Time Low                                             tRSTL    (Notes 12, 13)                                            480                  µs

Presence-Detect High                                       tPDHIGH  (Note 12)                                                 15            60     µs

Presence-Detect Low                                        tPDLOW   (Note 12)                                                 60            240    µs

Capacitance                                                CIN/OUT                                                                          25     pF

Note 12:    See the timing diagrams in Figure 2.

Note 13:    Under parasite power, if tRSTL > 960µs, a power-on reset can occur.

                                                                       DS18B20 TYPICAL ERROR       CURVE

                                                  0.5

                                                  0.4

                          THERMOMETER ERROR (°C)  0.3                                   +3s ERROR

                                                  0.2

                                                  0.1

                                                  0

                                                  -0.1

                                                  -0.2                                                        -3s  ERROR

                                                  -0.3     MEAN ERROR

                                                  -0.4

                                                  -0.5

                                                        0       10     20           30  40                50              60       70

                                                                               TEMPERATURE (°C)

Figure  1.  Typical  Performance                  Curve

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DS18B20                                                                            Programmable Resolution

                                                                                   1-Wire Digital Thermometer

          1-WIRE    WRITE ZERO TIME SLOT

                                                              tSLOT

                           tREC                                                              START OF NEXT CYCLE

                                                              tLOW0

          1-WIRE    READ ZERO TIME SLOT

                                                                     tSLOT                   START OF NEXT CYCLE

                              tREC

                                                 tRDV

          1-WIRE    RESET PULSE

                                          RESET  PULSE  FROM  HOST

                                                 tRSTL                             tRSTH

                                                                                   PRESENCE DETECT

          1-WIRE PRESENCE DETECT                                            tPDIH

                                                                                   tPDLOW

Figure 2. Timing Diagrams

Pin Description

          PIN                       NAME                                           FUNCTION

SO        µSOP           TO-92

1, 2, 6,  2, 3, 5,         —              N.C.   No Connection

7, 8      6, 7

3         8                3              VDD    Optional VDD. VDD must be grounded for operation in parasite power mode.

4         1                2              DQ     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.)

5         4                1             GND     Ground

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DS18B20                                                                                         Programmable Resolution

                                                                                                1-Wire Digital Thermometer

Overview                                                                 DQ pin when the bus is high. The high bus signal also

Figure 3 shows a block diagram of the DS18B20, and                       charges an internal capacitor (CPP), which then supplies

pin descriptions are given in the Pin Description table.                 power to the device when the bus is low. This method of

The 64-bit ROM stores the device’s unique serial code.                   deriving power from the 1-Wire bus is referred to as “para-

The scratchpad memory contains the 2-byte temperature                    site power.” As an alternative, the DS18B20 may also be

register that stores the digital output from the temperature             powered by an external supply on VDD.

sensor. In addition, the scratchpad provides access to the               Operation—Measuring Temperature

1-byte upper and lower alarm trigger registers (TH and                   The         core  functionality  of  the  DS18B20  is     its  direct-to-

TL) and the 1-byte configuration register. The configura-                digital temperature sensor. The resolution of the tempera-

tion register allows the user to set the resolution of the               ture sensor is user-configurable to 9, 10, 11, or 12 bits,

temperature-to-digital conversion to 9, 10, 11, or 12 bits.              corresponding to increments of 0.5°C, 0.25°C, 0.125°C,

The TH, TL, and configuration registers are nonvolatile                  and         0.0625°C,  respectively.      The  default    resolution  at

(EEPROM), so they will retain data when the device is                    power-up is 12-bit. The DS18B20 powers up in a low-

powered down.                                                            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

Another feature of the DS18B20 is the ability to oper-                   parasite power are explained in detail in the Powering the

ate without an external power supply. Power is instead                   DS18B20 section.

supplied through the 1-Wire pullup resistor through the

           VPU

                                                                                                MEMORY

    4.7kΩ                        PARASITE POWER CIRCUIT                                    CONTROL LOGIC                DS18B20

                DQ

                                                                                                                        TEMPERATURE

                                                                                                                        SENSOR

                GND                    INTERNAL VDD                      64-BIT ROM                                ALARM HIGH TRIGGER (TH)

                                                                         AND 1-Wire                                REGISTER (EEPROM)

                            CPP                                          PORT                                      ALARM LOW TRIGGER (TL)

                                                                                           SCRATCHPAD              REGISTER (EEPROM)

                VDD                    POWER-                                                                           CONFIGURATION

                                       SUPPLY SENSE                                                                REGISTER (EEPROM)

                                                                                                                        8-BIT CRC

                                                                                                                        GENERATOR

Figure 3. DS18B20 Block Diagram

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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            After the DS18B20 performs a temperature conversion,

table or conversion routine must be used. The tempera-                            the temperature value is compared to the user-defined

ture data is stored as a 16-bit sign-extended two’s comple-                       two’s  complement  alarm   trigger   values  stored  in   the

ment number in the temperature register (see Figure 4).                           1-byte TH and TL registers (see Figure 5). The sign bit (S)

The sign bits (S) indicate if the temperature is positive                         indicates if the value is positive or negative: for positive

or negative: for positive numbers S = 0 and for negative                          numbers S = 0 and for negative numbers S = 1. The TH

numbers S = 1. If the DS18B20 is configured for 12-bit                            and TL registers are nonvolatile (EEPROM) so they will

resolution, all bits in the temperature register will contain                     retain data when the device is powered down. TH and TL

valid data. For 11-bit resolution, bit 0 is undefined. For                        can be accessed through bytes 2 and 3 of the scratchpad

10-bit resolution, bits 1 and 0 are undefined, and for 9-bit                      as explained in the Memory section.

resolution bits 2, 1, and 0 are undefined. Table 1 gives                          Only bits 11 through 4 of the temperature register are

examples of digital output data and the corresponding                             used in the TH and TL comparison since TH and TL are

temperature reading for 12-bit resolution conversions.                            8-bit registers. If the measured temperature is lower than

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

      LS 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

      MS BYTE            S             S               S                   S             S              26            25       24

      S = SIGN

Figure 4. Temperature Register Format

Table 1. Temperature/Data Relationship

         TEMPERATURE (°C)                                       DIGITAL OUTPUT                               DIGITAL OUTPUT

                                                                       (BINARY)                                        (HEX)

                   +125                                         0000 0111 1101 0000                                   07D0h

                   +85*                                         0000 0101 0101 0000                                    0550h

                +25.0625                                        0000 0001 1001 0001                                    0191h

                +10.125                                         0000 0000 1010 0010                                   00A2h

                   +0.5                                         0000 0000 0000 1000                                    0008h

                   0                                            0000 0000 0000 0000                                    0000h

                   -0.5                                         1111 1111 1111 1000                                   FFF8h

                -10.125                                         1111 1111 0101 1110                                   FF5Eh

                -25.0625                                        1111 1110 0110 1111                                   FE6Fh

                   -55                                          1111 1100 1001 0000                                   FC90h

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

         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

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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

The master device can check the alarm flag status of                        to pull the bus directly to the rail as shown in Figure 6. The

all DS18B20s on the bus by issuing an Alarm Search                          1-Wire bus must be switched to the strong pullup within

[ECh] command. Any DS18B20s with a set alarm flag will                      10µs (max) after a Convert T [44h] or Copy Scratchpad

respond to the command, so the master can determine                         [48h] command is issued, and the bus must be held high

exactly    which      DS18B20s    have        experienced    an      alarm  by the pullup for the duration of the conversion (tCONV)

condition. If an alarm condition exists and the TH or TL                    or data transfer (tWR = 10ms). No other activity can take

settings have changed, another temperature conversion                       place on the 1-Wire bus while the pullup is enabled.

should be done to validate the alarm condition.                             The DS18B20 can also be powered by the conventional

Powering the DS18B20                                                        method of connecting an external power supply to the

                                                                            VDD pin, as shown in Figure 7. The advantage of this

The DS18B20 can be powered by an external supply on                         method is that the MOSFET pullup is not required, and

the VDD pin, or it can operate in “parasite power” mode,                    the 1-Wire bus is free to carry other traffic during the tem-

which    allows   the  DS18B20    to          function  without   a  local  perature conversion time.

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 +100°C 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.                       In some situations the bus master may not know whether

When the DS18B20 is used in parasite power mode, the                        the DS18B20s on the bus are parasite powered or pow-

VDD pin must be connected to ground.                                        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                                                      DS18B20

                 VPU                          GND  DQ   VDD                               VPU              GND  DQ  VDD  VDD (EXTERNAL

                                                                                    µP                                   SUPPLY)

       µP

                      4.7kΩ                                                                    4.7kΩ

                                  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

www.maximintegrated.com                                                                                                  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

Each DS18B20 contains a unique 64–bit code (see Figure                       Register section. Bytes 5, 6, and 7 are reserved for inter-

8) stored in ROM. The least significant 8 bits of the ROM                    nal use by the device and cannot be overwritten.

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                     Data is written to bytes 2, 3, and 4 of the scratchpad using

in the CRC Generation section. The 64-bit ROM code and                       the Write Scratchpad [4Eh] command; the data must be

associated ROM function control logic allow the DS18B20                      transmitted to the DS18B20 starting with the least signifi-

to operate as a 1-Wire device using the protocol detailed                    cant bit of byte 2. To verify data integrity, the scratchpad

in the 1-Wire Bus System section.                                            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.                    Data        in       the  EEPROM         registers   is  retained   when   the

Note    that  if  the  DS18B20          alarm  function  is    not   used,   device is powered down; at power-up the EEPROM data

the TH and TL registers can serve as general-purpose                         is reloaded into the corresponding scratchpad locations.

memory. All memory commands are described in detail in                       Data can also be reloaded from EEPROM to the scratch-

the DS18B20 Function Commands section.                                       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

                                                    SCRATCHPAD

                                                  (POWER-UP STATE)

                         BYTE    0      TEMPERATURE LSB (50h)

                         BYTE    1      TEMPERATURE MSB (05h)        (85°C)                                 EEPROM

                         BYTE    2      TH REGISTER OR USER BYTE 1*                          TH REGISTER OR USER BYTE     1*

                         BYTE    3      TL REGISTER OR USER BYTE 2*                          TL REGISTER OR USER BYTE     2*

                         BYTE    4      CONFIGURATION REGISTER*                              CONFIGURATION REGISTER*

                         BYTE    5      RESERVED (FFh)

                         BYTE    6      RESERVED

                         BYTE    7      RESERVED (10h)

                         BYTE    8      CRC*

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

Figure  9.  DS18B20    Memory    Map

www.maximintegrated.com                                                                                                               Maxim Integrated  │  8
DS18B20                                                                                      Programmable Resolution

                                                                                          1-Wire Digital Thermometer

Configuration Register                                              received error free. The comparison of CRC values and

Byte 4 of the scratchpad memory contains the configura-             the decision to continue with an operation are determined

tion register, which is organized as illustrated in Figure 10.      entirely by the bus master. There is no circuitry inside the

The user can set the conversion resolution of the DS18B20           DS18B20 that prevents a command sequence from pro-

using the R0 and R1 bits in this register as shown in Table         ceeding if the DS18B20 CRC (ROM or scratchpad) does

2. The power-up default of these bits is R0 = 1 and R1 =            not match the value generated by the bus master.

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                             CRC = X8 + X5 + X4 + 1

by the device and cannot be overwritten.                            The bus master can re-calculate the CRC and compare it

CRC Generation                                                      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

                                                                (BITS)

0                                  0                            9                         93.75ms                  (tCONV/8)

0                                  1                            10                        187.5ms                  (tCONV/4)

1                                  0                            11                        375ms                    (tCONV/2)

1                                  1                            12                        750ms                    (tCONV)

                                                                                                                   INPUT

                                               XOR                              XOR                                XOR

         MSB                                                                                                 LSB

Figure 11. CRC Generator

www.maximintegrated.com                                                                                            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-                       Step 1.  Initialization

tem is referred to as a “single-drop” system; the system is                    Step 2.  ROM Command (followed by any required data

“multidrop” if there are multiple slaves on the bus.                                    exchange)

All data and commands are transmitted least significant                        Step 3.  DS18B20 Function Command (followed by any

bit first over the 1-Wire bus.                                                          required data exchange)

The  following  discussion              of   the   1-Wire  bus   system    is  It is very important to follow this sequence every time the

broken down into three topics: hardware configuration,                         DS18B20 is accessed, as the DS18B20 will not respond

transaction sequence, and 1-Wire signaling (signal types                       if any steps in the sequence are missing or out of order.

and timing).                                                                   Exceptions to this rule are the Search ROM [F0h] and

Hardware Configuration                                                         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                     Initialization

to “release” the data line when the device is not transmit-                    All transactions on the 1-Wire bus begin with an initializa-

ting data so the bus is available for use by another device.                   tion sequence. The initialization sequence consists of a

The 1-Wire port of the DS18B20 (the DQ pin) is open                            reset pulse transmitted by the bus master followed by

drain with an internal circuit equivalent to that shown in                     presence pulse(s) transmitted by the slave(s). The pres-

Figure 12.                                                                     ence pulse lets the bus master know that slave devices

The  1-Wire   bus    requires         an      external  pullup   resistor  of  (such as the DS18B20) are on the bus and are ready

approximately   5kΩ;      thus,          the  idle  state  for  the  1-Wire    to operate. Timing for the reset and presence pulses is

bus is high. If for any reason a transaction needs to be                       detailed in the 1-Wire Signaling section.

suspended, the bus MUST be left in the idle state if the

transaction is to resume. Infinite recovery time can occur                     ROM Commands

between bits so long as the 1-Wire bus is in the inactive                      After the bus master has detected a presence pulse, it

(high) state during the recovery period. If the bus is held                    can issue a ROM command. These commands operate

low for more than 480µs, all components on the bus will                        on the unique 64-bit ROM codes of each slave device

be reset.                                                                      and allow the master to single out a specific device if

                                                                               many are present on the 1-Wire bus. These commands

                                                                               also allow the master to determine how many and what

                                                                               types of devices are present on the bus or if any device

                     VPU                                                       has experienced an alarm condition. There are five ROM

                                                        DS18B20                commands, and each command is 8 bits long. The master

              4.7kΩ                                 1-Wire PORT                device must issue an appropriate ROM command before

Rx                        1-Wire BUS     DQ                          Rx        issuing a DS18B20 function command. A flowchart for

                                                                               operation of the ROM commands is shown in Figure 13.

                                              5µA                    Tx        Search Rom [F0h]

                                              TYP                100Ω

Tx                                                               MOSFET        When a system is initially powered up, the master must

                                                                               identify the ROM codes of all slave devices on the bus,

                          Rx = RECEIVE                                         which    allows  the  master   to  determine  the   number    of

                          Tx = TRANSMIT                                        slaves   and  their   device   types.  The  master  learns    the

                                                                               ROM codes through a process of elimination that requires

Figure  12.  Hardware Configuration                                            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.

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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                 DS18B20 Function Commands

iButton® Standards. After every Search ROM cycle, the

bus master must return to Step 1 (Initialization) in the              After  the  bus  master   has   used   a  ROM     command       to

transaction sequence.                                                 address the DS18B20 with which it wishes to communi-

Read Rom [33h]                                                        cate, the master can issue one of the DS18B20 function

This command can only be used when there is one slave                 commands. These commands allow the master to write

on the bus. It allows the bus master to read the slave’s              to  and  read  from  the  DS18B20’s       scratchpad      memory,

64-bit ROM code without using the Search ROM proce-                   initiate temperature conversions and determine the power

dure. If this command is used when there is more than                 supply mode. The DS18B20 function commands, which

one slave present on the bus, a data collision will occur             are described below, are summarized in Table 3 and illus-

when all the slaves attempt to respond at the same time.              trated by the flowchart in Figure 14.

Match Rom [55H]                                                       Convert T [44h]

The   match   ROM    command       followed   by  a   64-bit  ROM     This command initiates a single temperature conversion.

code  sequence       allows   the  bus  master    to    address  a    Following the conversion, the resulting thermal data is

specific slave device on a multidrop or single-drop bus.              stored in the 2-byte temperature register in the scratch-

Only the slave that exactly matches the 64-bit ROM code               pad memory and the DS18B20 returns to its low-power

sequence will respond to the function command issued                  idle state. If the device is being used in parasite power

by the master; all other slaves on the bus will wait for a            mode, within 10µs (max) after this command is issued

reset pulse.                                                          the master must enable a strong pullup on the 1-Wire bus

                                                                      for the duration of the conversion (tCONV) as described

Skip Rom [CCh]                                                        in the Powering the DS18B20 section. If the DS18B20 is

The master can use this command to address all devices                powered by an external supply, the master can issue read

on the bus simultaneously without sending out any ROM                 time slots after the Convert T command and the DS18B20

code information. For example, the master can make all                will respond by transmitting a 0 while the temperature

DS18B20s on the bus perform simultaneous temperature                  conversion is in progress and a 1 when the conversion is

conversions by issuing a Skip ROM command followed by                 done. In parasite power mode this notification technique

a Convert T [44h] command.                                            cannot be used since the bus is pulled high by the strong

Note  that    the    Read  Scratchpad   [BEh]     command     can     pullup during the conversion.

follow the Skip ROM command only if there is a single                 Write Scratchpad [4Eh]

slave device on the bus. In this case, time is saved by               This command allows the master to write 3 bytes of data

allowing the master to read from the slave without send-              to the DS18B20’s scratchpad. The first data byte is written

ing the device’s 64-bit ROM code. A Skip ROM command                  into the TH register (byte 2 of the scratchpad), the second

followed  by  a      Read  Scratchpad   command         will  cause   byte is written into the TL register (byte 3), and the third

a  data   collision  on  the  bus  if  there  is  more  than  one     byte is written into the configuration register (byte 4). Data

slave since multiple devices will attempt to transmit data            must   be   transmitted  least  significant  bit  first.  All  three

simultaneously.                                                       bytes MUST be written before the master issues a reset,

Alarm Search [ECh]                                                    or the data may be corrupted.

The operation of this command is identical to the operation           Read Scratchpad [BEh]

of the Search ROM command except that only slaves with                This command allows the master to read the contents of

a set alarm flag will respond. This command allows the                the scratchpad. The data transfer starts with the least sig-

master device to determine if any DS18B20s experienced                nificant bit of byte 0 and continues through the scratchpad

an alarm condition during the most recent temperature                 until the 9th byte (byte 8 – CRC) is read. The master may

conversion. After every Alarm Search cycle (i.e., Alarm               issue a reset to terminate reading at any time if only part

Search command followed by data exchange), the bus                    of the scratchpad data is needed.

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DS18B20                                                                                      Programmable Resolution

                                                                                             1-Wire Digital Thermometer

Copy Scratchpad [48h]                                                following the Recall E2 command and the DS18B20 will

This  command  copies     the  contents  of  the  scratchpad         indicate the status of the recall by transmitting 0 while the

TH, TL and configuration registers (bytes 2, 3 and 4) to             recall is in progress and 1 when the recall is done. The

EEPROM. If the device is being used in parasite power                recall operation happens automatically at power-up, so

mode, within 10µs (max) after this command is issued the             valid data is available in the scratchpad as soon as power

master must enable a strong pullup on the 1-Wire bus for             is applied to the device.

at least 10ms as described in the Powering the DS18B20               Read Power Supply [B4h]

section.                                                             The master device issues this command followed by a

Recall E2 [B8h]                                                      read time slot to determine if any DS18B20s on the bus

This command recalls the alarm trigger values (TH and                are using parasite power. During the read time slot, para-

TL) and configuration data from EEPROM and places the                site powered DS18B20s will pull the bus low, and exter-

data in bytes 2, 3, and 4, respectively, in the scratchpad           nally powered DS18B20s will let the bus remain high. See

memory. The master device can issue read time slots                  the Powering the DS18B20 section for usage information

                                                                     for this command.

Table 3. DS18B20 Function Command Set

COMMAND                        DESCRIPTION                           PROTOCOL  1-Wire BUS ACTIVITY AFTER                NOTES

                                                                                             COMMAND IS ISSUED

                                         TEMPERATURE CONVERSION COMMANDS

                                                                               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.                                                     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.

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DS18B20                                                                                       Programmable Resolution

                                                                                  1-Wire Digital Thermometer

                                                       MASTER Tx RESET PULSE

                                    INITIALIZATION

                                             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

                                                          DS18B20 Tx BIT 0        DS18B20 Tx BIT 0

                                    MASTER Tx             DS18B20 Tx BIT 0        DS18B20 Tx BIT 0

                                    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

         BYTE

                                                          DS18B20 Tx BIT 1

         DS18B20 Tx                 MASTER Tx             DS18B20 Tx BIT 1

         SERIAL NUMBER              BIT 1

         6 BYTES                                          MASTER Tx BIT 1

         DS18B20 Tx                 BIT 1      N       N  BIT 1

         CRC BYTE                   MATCH?                MATCH?

                                    Y                     Y

                                                          DS18B20 Tx BIT 63

                                    MASTER Tx             DS18B20 Tx BIT 63

                                    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

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DS18B20                                                                                                                 Programmable Resolution

                                                                                                                     1-Wire Digital Thermometer

MASTER Tx                      44h CONVERT       N                                                                               48h COPY      N

FUNCTION COMMAND               TEMPERATURE ?                                                                                  SCRATCHPAD ?

                                        Y                                                                                        Y

                      N           PARASITE       Y                                                                   N           PARASITE      Y

                                  POWER ?                                                                                        POWER ?

DS18B20 BEGINS

CONVERSION

                                                    MASTER ENABLES STRONG                                                                         MASTER ENABLES STRONG

                                                    PULL-UP ON DQ                                                                                 PULL-UP ON DQ

DEVICE            N                                 DS18B20 CONVERTS                                              N                               DATA COPIED FROM

CONVERTING                                          TEMPERATURE                                 COPY IN                                           SCRATCHPAD TO EEPROM

TEMPERATURE ?                                                                                PROGRESS ?

         Y                                          MASTER DISABLES                             Y                                                 MASTER DISABLES

                                                    STRONG PULLUP                                                                                 STRONG PULLUP

MASTER               MASTER                                                                     MASTER            MASTER

   Rx “0s”            Rx “1s”                                                                   Rx “0s”              Rx “1s”

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

         POWER SUPPLY ?                             RECALL E2 ?                                 SCRATCHPAD ?                                      SCRATCHPAD ?

                  Y                                      Y                                               Y                                        Y

                                                    MASTER BEGINS

N           PARASITE           Y                    DATA RECALL FROM                            MASTER Rx DATA

            POWER ?                                 E2 PROM                                     BYTE FROM                                      MASTER Tx TH BYTE TO

                                                                                                SCRATCHPAD                                        SCRATCHPAD

MASTER                         MASTER                                                                                                          MASTER Tx TL BYTE TO

Rx “1s”                        Rx “0s”              DEVICE BUSY       N                         MASTER Tx                     Y                   SCRATCHPAD

                                                    RECALLING                                            RESET ?

                                                    DATA ?

                                                         Y                                               N                                  MASTER TX CONFIG. BYTE

                                                                                                                                                  TO SCRATCHPAD

                                                    MASTER            MASTER

                                                    Rx “0s”              Rx “1s”             N  HAVE 8 BYTES

                                                                                                BEEN READ ?

                                                                                                         Y

                                                                                                MASTER Rx

                                                                                                SCRATCHPAD CRC

                                                                                                         BYTE

                                                                   RETURN TO INITIALIZATION

                                                                      SEQUENCE (FIGURE 13)

                                                                      FOR NEXT TRANSACTION

Figure 14. DS18B20 Function Commands Flowchart

www.maximintegrated.com                                                                                                                           Maxim Integrated       │  14
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                                           There are two types of write time slots: “Write 1” time slots

Presence Pulses                                                              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 60µs in duration with a

This is illustrated in Figure 15. When the DS18B20 sends                     minimum of a 1µs 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 480µs. The bus master then releases                         within 15µs. When the bus is released, the 5kΩ 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 5kΩ 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

15µs to 60µs and then transmits a presence pulse by pull-                    slot (at least 60µs).

ing the 1-Wire bus low for 60µs to 240µs.                                    The DS18B20 samples the 1-Wire bus during a window

                                                                             that lasts from 15µs to 60µs 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

                                        480µs MINIMUM                                            480µs MINIMUM

                                                       DS18B20                         DS18B20 TX PRESENCE

                                        WAITS 15-60µs                                    PULSE 60-240µS

       VPU

1-Wire BUS

       GND

                                                           LINE TYPE LEGEND

                                                                  BUS MASTER PULLING LOW

                                                                  DS18B20 PULLING LOW

                                                                  RESISTOR PULLUP

Figure 15.  Initialization  Timing

www.maximintegrated.com                                                                                             Maxim Integrated      │  15
DS18B20                                                                                                    Programmable Resolution

                                                                                                     1-Wire Digital Thermometer

                         START                                                    START

                         OF SLOT         MASTER WRITE “0” SLOT                    OF SLOT

                                                                                            1µs <  TREC <  ∞  MASTER WRITE “1” SLOT

                                              60µs < Tx “0” < 120µs

                                                                                                     1µs

          VPU

     1-Wire BUS

          GND

                                                    DS18B20 SAMPLES                                                 DS18B20 SAMPLES

                                              MIN     TYP                  MAX                                MIN        TYP               MAX

                                  15µs        15µs                   30µs                   15µs              15µs                   30µs

                                              MASTER READ “0” SLOT                                            MASTER READ “1” SLOT

                                                                                            1µs <  TREC <  ∞

          VPU

     1-Wire BUS

          GND

                                              MASTER SAMPLES               > 1µs

                                                                                                              MASTER SAMPLES

                 >  1µs

                                  15µs                45µs                                  15µs

                            LINE TYPE LEGEND

                                        BUS MASTER PULLING LOW                  DS18B20 PULLING LOW                           RESISTOR PULLUP

Figure 16. Read/Write Time Slot Timing Diagram

Read Time Slots                                                                 read time slot, the DS18B20 will begin transmitting a 1

The DS18B20 can only transmit data to the master when                           or 0 on bus. The DS18B20 transmits a 1 by leaving the

the master issues read time slots. Therefore, the master                        bus high and transmits a 0 by pulling the bus low. When

must generate read time slots immediately after issuing                         transmitting a 0, the DS18B20 will release the bus by the

a Read Scratchpad [BEh] or Read Power Supply [B4h]                              end of the time slot, and the bus will be pulled back to

command, so that the DS18B20 can provide the request-                           its high idle state by the pullup resister. Output data from

ed data. In addition, the master can generate read time                         the DS18B20 is valid for 15µs after the falling edge that

slots after issuing Convert T [44h] or Recall E2 [B8h] com-                     initiated the read time slot. Therefore, the master must

mands to find out the status of the operation as explained                      release the bus and then sample the bus state within

in the DS18B20 Function Commands section.                                       15µs from the start of the slot.

All read time slots must be a minimum of 60µs in duration                       Figure  17  illustrates       that  the  sum        of  TINIT,  TRC,  and

with a minimum of a 1µs recovery time between slots. A                          TSAMPLE must be less than 15µs for a read time slot.

read time slot is initiated by the master device pulling the                    Figure 18 shows that system timing margin is maximized

1-Wire bus low for a minimum of 1µs and then releasing                          by keeping TINIT and TRC as short as possible and by

the  bus  (see      Figure  16).  After  the  master  initiates      the        locating the master sample time during read time slots

                                                                                towards the end of the 15µs period.

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DS18B20                                                                                       Programmable Resolution

                                                                                           1-Wire Digital Thermometer

          VPU

     1-Wire BUS                                                                                   VIH OF MASTER

         GND

                                                TINT > 1µs                 TRC                       MASTER SAMPLES

                                                                           15µs

Figure 17. Detailed    Master Read 1 Timing

          VPU

                                                VIH OF MASTER

     1-Wire BUS

         GND

                            TINT =  TRC =

                            SMALL   SMALL                                                            MASTER SAMPLES

                                                                           15µs

                             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

The      following      application             notes       can        be  1-Wire  Temperature       Sensor      in  a  Microcontroller

applied   to     the   DS18B20             and  are         available  at  Environment

www.maximintegrated.com.                                                   Application  Note  208:   Curve   Fitting    the  Error     of  a

Application      Note  27:   Understanding      and         Using  Cyclic  Bandgap-Based Digital Temperature Sensor

Redundancy Checks with Maxim iButton Products                              Application  Note  2420:  1-Wire      Communication    with     a

Application Note 122: Using Dallas’ 1-Wire ICs in 1-Cell                   Microchip PICmicro Microcontroller

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.

www.maximintegrated.com                                                                                              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

MODE    (LSB FIRST)                                            MASTER  DATA (LSB                COMMENTS

Tx                Reset     Master issues reset pulse.         MODE    FIRST)

                            DS18B20s respond with              Tx      Reset          Master issues reset pulse.

Rx                Presence  presence pulse.                                           DS18B20 responds with

                                                               Rx      Presence       presence pulse.

Tx                55h       Master issues Match ROM

                            command.                           Tx      CCh            Master issues Skip ROM

         64-bit ROM         Master sends DS18B20 ROM                                  command.

Tx                code      code.                                                     Master issues Write Scratchpad

                                                               Tx      4Eh            command.

Tx                44h       Master issues Convert T

                            command.                                                  Master sends three data bytes

                  DQ line   Master applies strong pullup       Tx      3 data bytes   to scratchpad (TH, TL, and

Tx      held high by        to DQ for the duration of the                             config).

        strong pullup       conversion (tCONV).                Tx      Reset          Master issues reset pulse.

Tx                Reset     Master issues reset pulse.         Rx      Presence       DS18B20 responds with

                            DS18B20s respond with                                     presence pulse.

Rx                Presence  presence pulse.                                           Master issues Skip ROM

                                                               Tx      CCh            command.

Tx                55h       Master issues Match ROM

                            command.                           Tx      BEh            Master issues Read Scratchpad

         64-bit ROM         Master sends DS18B20 ROM                                  command.

Tx                code      code.

                                                                                      Master reads entire scratchpad

Tx                BEh       Master issues Read Scratchpad                             including CRC. The master then

                            command.                                                  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

                            read operation is repeated.                               presence pulse.

                                                               Tx      CCh            Master issues Skip ROM

                                                                                      command.

                                                               Tx      48h            Master issues Copy Scratchpad

                                                                                      command.

                                                                       DQ line        Master applies strong pullup to

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

                                                                       strong pullup  operation is in progress.

www.maximintegrated.com                                                                         Maxim Integrated       │  18
DS18B20                                                                                 Programmable Resolution

                                                                                        1-Wire Digital Thermometer

Ordering Information

PART                      TEMP RANGE       PIN-PACKAGE                                                            TOP MARK

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

DS18B20Z+T&R              -55°C to +125°C  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.

www.maximintegrated.com                                                                                           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 +220°C.                                     19

          Reference to JEDEC specification for reflow remains.

          In the Operation—Alarm Signaling section, added “or equal to” in the description for a TH alarm                                   5

          condition

101207    In the Memory section, removed incorrect text describing memory.                                                                  7

          In the Configuration Register section, removed incorrect text describing configuration register.                                  8

042208    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.

1/15      Updated Benefits and Features section                                                                                             1

For pricing, delivery, and ordering information, please contact Maxim Direct at 1-888-629-4642, or visit Maxim Integrated’s website at www.maximintegrated.com.

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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DS18B20Z/T&R  DS18B20Z

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