Bei den meisten herkömmlichen Temperaturerkennungen werden Thermistoren als Sensoren verwendet, die den Messbereich von 40 °C bis 90 °C abdecken können. Allerdings weist der Thermistor eine geringe Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit bei niedrigen Temperaturen auf. Es gilt nicht für Temperatursignale unter 1 °C und muss über eine spezielle Schnittstellen schaltung in digitale Signale umgewandelt werden, bevor sie von einem Mikroprozessor verarbeitet werden können.

China DS18B20 digitaler Temperaturfühler	Spezieller Temperaturfühler ds18B20 zur Erfassung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Zu den derzeit am häufigsten verwendeten seriellen Bussen für die Datenkommunikation zwischen Mikrocomputern und Peripheriegeräten gehören hauptsächlich I2C-Bus, SPI-Bus usw. Der I2C-Bus kommuniziert synchron seriell über zwei Drähte (eine Taktleitung, eine Datenleitung). Der SPI-Bus kommuniziert auf synchrone serielle 3-Draht-Weise (eine Taktleitung, eine Dateneingangsleitung und eine Datenausgangsleitung). Diese Busse benötigen mindestens zwei oder mehr Signalleitungen. Der Einzelbus (1-Draht-Bus) verwendet eine einzige Signalleitung zur Datenübertragung und die Datenübertragung erfolgt bidirektional. Die CPU benötigt nur eine Portleitung, um mit vielen Single-Bus-Geräten zu kommunizieren, wodurch weniger Ports des Mikroprozessors belegt werden und eine große Anzahl von Leitungen und Logik schaltungen eingespart wird. Daher bietet diese Einzel bustechnologie die Vorteile einer einfachen Schaltung, eines geringen Hardware-Overheads, niedriger Kosten, eines einfachen Softwaredesigns sowie einer einfachen Buserweiterung und -wartung. Gleichzeitig kann die Single-Bus-Technologie die allgemeinen Nachteile herkömmlicher Identifikatoren wie Unbequemlichkeit beim Tragen, leichte Beschädigung, Korrosionsanfälligkeit und Anfälligkeit für elektromagnetische Störungen besser beheben. Daher bietet der Einzelbus breite Anwendung aussichten und ist ein Entwicklungsbereich, der Aufmerksamkeit verdient.
Ein einzelner Bus bedeutet, dass es nur eine Datenleitung gibt und der gesamte Datenaustausch und die Steuerung im System über diese Leitung erfolgen. Der Master oder Slave ist über einen Open-Drain- oder Tri-State-Port mit der Datenleitung verbunden, sodass das Gerät den Bus freigeben kann, wenn es keine Daten sendet, und anderen Geräten die Nutzung des Busses ermöglichen kann. Ein einzelner Bus erfordert normalerweise einen externen Pull-up-Widerstand von etwa 4,7 K, sodass der Bus im Leerlauf einen hohen Zustand aufweist.
Der digitale Temperatursensor DS18B20 unterscheidet sich vom herkömmlichen Thermistor dadurch, dass er einen integrierten Chip und die Single-Bus-Technologie verwendet, wodurch externe Störungen effektiv reduziert und die Messgenauigkeit verbessert werden können. Gleichzeitig kann die gemessene Temperatur direkt in ein serielles digitales Signal für die Mikrocomputerverarbeitung umgewandelt werden. Die Schnittstelle ist einfach und vereinfacht die Datenübertragung und -verarbeitung. Durch die Integration einiger Funktion schaltkreise wird das gesamte Hardware-Design einfacher, die Kosten können effektiv gesenkt, Schaltkreise und Schweiß schaltkreise schneller aufgebaut und das Debuggen komfortabler und einfacher gestaltet werden, was auch den Entwicklungszyklus verkürzt.
Der einzeilige digitale Temperatursensor DS18B20, d. h. ein „einzeiliges Temperaturmesselement“, bietet einzigartige Vorteile:
(1) Bei der Verbindung mit dem Mikroprozessor über eine einzige Busschnittstelle ist nur eine Portleitung erforderlich, um eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Mikroprozessor und DS18B20 zu erreichen. Der Einzelbus bietet die Vorteile einer guten Wirtschaftlichkeit, einer starken Entstörungsfähigkeit, einer Eignung für die Temperaturmessung vor Ort in rauen Umgebungen und einer einfachen Verwendung. Es ermöglicht Benutzern den einfachen Aufbau von Sensornetzwerken und führt neue Konzepte für den Aufbau von Messsystemen ein.
(2) Großer Mess temperaturbereich und hohe Messgenauigkeit. Der Messbereich des DS18B20 beträgt -55℃~+125℃; im Bereich von -10~+85℃ beträgt die Genauigkeit ±0,5℃.
(3) Die Temperaturmessung kann während des Gebrauchs ohne externe Komponenten erfolgen.
(4) Multipunkt-Netzwerkfunktion. An den nur drei Leitungen können mehrere DS18B20 parallel angeschlossen werden, um eine Mehrpunkt-Temperaturmessung zu erreichen.
(5) Flexible Stromversorgungsmethode. Der DS18B20 kann über interne parasitäre Schaltkreise Strom aus den Datenleitungen beziehen. Wenn daher das Timing auf der Datenleitung bestimmte Anforderungen erfüllt, kann keine externe Stromversorgung angeschlossen werden, wodurch die Systemstruktur einfacher und zuverlässiger wird.
(6) Messparameter sind konfigurierbar. Die Messauflösung des DS18B20 kann über das Programm auf 9 bis 12 Bit eingestellt werden.
(7) Unterdruckeigenschaften. Wenn die Polarität der Stromversorgung umgekehrt wird, brennt das Thermometer nicht durch Hitze, funktioniert aber nicht richtig.
(8) Abschaltschutzfunktion. DS18B20 enthält im Inneren ein EEPROM, das die Einstellungen für Auflösung und Alarmtemperatur auch nach dem Ausschalten des Systems speichern kann.
Der DS18B20 ist kleiner, hat einen breiteren Spannungsbereich, ist wirtschaftlicher, verfügt optional über ein kleineres Gehäuse und verfügt über einen größeren Spannungsbereich. Es eignet sich für den Aufbau eines eigenen kostengünstigen Temperaturmesssystems und wird daher von Designern bevorzugt.