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單總線1-Wire Bus技術(shù)及其應(yīng)用

時(shí)間:2023-05-01 11:29:30 電子通信論文 我要投稿
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單總線(1-Wire Bus)技術(shù)及其應(yīng)用

摘要:介紹了美DALLAS公司推出的單總線技術(shù)的原理和信號(hào)傳輸方式,說明了單總線通信協(xié)議,最后以單總線器件iButton在安防系統(tǒng)中的應(yīng)用為例,給出了單總線的數(shù)據(jù)傳輸方法。

    關(guān)鍵詞:單總線 單總線協(xié)議 iButton

1 引言

目前常用的微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩主要有I2C總線、SPI總線和SCI總線。其中I2C總線以同步串行2線方式進(jìn)行通信(一條時(shí)鐘線,一條數(shù)據(jù)線),SPI總線則以同步串行3線方式進(jìn)行通信(一條時(shí)鐘線,一條數(shù)據(jù)輸入線,一條數(shù)據(jù)輸出線),而SCI總線是以異步方式進(jìn)行通信(一條數(shù)據(jù)輸入線,一條數(shù)據(jù)輸出線)的。這些總線至少需要兩條或兩條以上的信號(hào)線。近年來,美國的達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司(DALLAS SEMICONDUCTOR)推出了一項(xiàng)特有的單總線(1-Wire Bus)技術(shù)。該技術(shù)與上述總線不同,它采用單根信號(hào)線,既可傳輸時(shí)鐘,又能傳輸數(shù)據(jù),而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的,因而這種單總線技術(shù)具有線路簡單,硬件開銷少,成本低廉,便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

單總線適用于單主機(jī)系統(tǒng),能夠控制一個(gè)或多個(gè)從機(jī)設(shè)備。主機(jī)可以是微控制器,從機(jī)可以是單總線器件,它們之間的數(shù)據(jù)交換只通過一條信號(hào)線。當(dāng)只有一個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí),系統(tǒng)可按單節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作;當(dāng)有多個(gè)從設(shè)備時(shí),系統(tǒng)則按多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作。圖1所示是單總線多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的示意圖。

2 單總線的工作原理

顧名思義,單總線即只有一根數(shù)據(jù)線,系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換、控制都由這根線完成。設(shè)備(主機(jī)或從機(jī))通過一個(gè)漏極開路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線,以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)能夠釋放總線,而讓其它設(shè)備使用總線,其內(nèi)部等效電路如圖2所示。單總線通常要求外接一個(gè)約為4.7kΩ的上拉電阻,這樣,當(dāng)總線閑置時(shí),其狀態(tài)為高電平。主機(jī)和從機(jī)之間的通信可通過3個(gè)步驟完成,分別為初始化1-wire器件、識(shí)別1-wire器件和交換數(shù)據(jù)。由于它們是主從結(jié)構(gòu),只有主機(jī)呼叫從機(jī)時(shí),從機(jī)才能應(yīng)答,因此主機(jī)訪問1-wire器件都必須嚴(yán)格遵循單總線命令序列,即初始化、ROM、命令功能命令。如果出現(xiàn)序列混亂,1-wire器件將不響應(yīng)主機(jī)(搜索ROM命令,報(bào)警搜索命令除外)。表1是列為ΔΙΩ命令的說明,而功能命令則根據(jù)具體1-wire器件所支持的功能來確定。

表1 ROM命令說明

ROM命令說      明搜索ROM(F0h)識(shí)別單總線上所有的1-wire器件的ROM編碼讀ROM(33h)(僅適合單節(jié)點(diǎn))直接讀1-wire器件的序列號(hào)匹配ROM(55h)尋找與指定序列號(hào)相匹配的1-wire器件跳躍ROM(CCh)(僅適合單節(jié)點(diǎn))使用該命令可直接訪問總線上的從機(jī)設(shè)備報(bào)警搜索ROM(Ech)(僅少數(shù)器件支持)搜索有報(bào)警的從機(jī)設(shè)備

3 信號(hào)方式

所有的單總線器件都要遵循嚴(yán)格的通信協(xié)議,以保證數(shù)據(jù)的完整

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