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單總線技�(shù)
閱讀�19671�(shí)間:2011-06-29 09:16:54

  �總線技�(shù)�1-Wire Bus)是美國的達(dá)拉斯半導(dǎo)�公司(DALLAS SEMICONDUCTOR)推出了一�(xiàng)特有的技�(shù),它采用單根信號(hào)�,既可傳輸時(shí)�,又能傳輸數(shù)�(jù),而且�(shù)�(jù)傳輸是雙向的,因而這種單總線技�(shù)具有線路簡單,硬件開銷少,成本低廉,便于總線�(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)�(diǎn)�

原理

  顧名思義,單總線只有一根數(shù)�(jù)線系�(tǒng)中的�(shù)�(jù)交換、控制都在這根線上完成。設(shè)備(主機(jī)或從�(jī))通過一�(gè)漏極開路或三�(tài)端口連至該數(shù)�(jù)�,這樣允許�(shè)備不�(fā)送數(shù)�(jù)�(shí)釋放總線,以便其他設(shè)備使用總�,其�(nèi)部等效電路如�2所��

單總線技術(shù)的等效電路

  單總線要求外接一�(gè)�4.7Ω的上拉電�,這樣�(dāng)總線閑置�(shí),狀�(tài)為高電平。主�(jī)和從�(jī)之間的通信通過以下三�(gè)步驟完成:初始化1-wire器件,識(shí)�1-wire器件,交換數(shù)�(jù)。由于二者是主從�(jié)�(gòu),只有主�(jī)呼叫從機(jī)�(shí),從�(jī)才能答應(yīng),因此主�(jī)訪問1-wire器件都必須嚴(yán)格遵循單總線命令序列:初始化、ROM命令、功能命令。如果出�(xiàn)序列混亂�1-wire器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)(搜索ROM命令,報(bào)警搜索命令除外)�

單總線的硬件�(jié)�(gòu)

  顧名思義,單總線只有一根數(shù)�(jù)�。設(shè)備(主機(jī)或從�(jī))通過一�(gè)漏極開路或三�(tài)端口連接至該�(shù)�(jù)�,這樣允許�(shè)備在不發(fā)送數(shù)�(jù)�(shí)釋放�(shù)�(jù)總線,以便總線被其它�(shè)備所使用。單總線端口為漏極開路,其內(nèi)部等效電路如��1所示單總線要求外接一�(gè)�5k的上拉電阻,這樣,單總線的閑置狀�(tài)為高電平不管什么原因,如果傳輸過程需要暫�(shí)掛起,且要求傳輸過程還能夠繼�(xù)的話,則總線必須處于空閑狀�(tài),位傳輸之間的恢�(fù)�(shí)間沒有限制,只要總線在恢�(fù)期間處于空閑狀�(tài)高電�。如果總線保持低電平超過�480s總線上的所有器件將�(fù)�,另�,在寄生方式供電�(shí),為了保證單總線器件在某些工作狀�(tài)下(如溫度轉(zhuǎn)換期�、EEPROM寫入等)具有足夠的電源電�,必須在總線上提供強(qiáng)上拉,如�1所示的MOSFET

單總線的硬件結(jié)構(gòu)

作用

  單總線適用于單�(gè)主機(jī)系統(tǒng),能夠控制一�(gè)或多�(gè)從機(jī)�(shè)�。主�(jī)可以是微控制�,從�(jī)可以是單總線器件,如�1所��

單總線技術(shù)的單片機(jī)應(yīng)用

  他們之間的�(shù)�(jù)交換只通過一條數(shù)�(jù)線。當(dāng)只有一�(gè)從機(jī)�(shè)備時(shí)系統(tǒng)可按單節(jié)�(diǎn)系統(tǒng)操作;當(dāng)有多�(gè)從機(jī)�(shè)備時(shí),則系統(tǒng)按多節(jié)�(diǎn)系統(tǒng)操作�

信號(hào)方式

  所有單總線器件要求遵循�(yán)格的通信�(xié)�,以保證�(shù)�(jù)的完整��1-wire�(xié)議定義了幾種信號(hào)類型:復(fù)位脈�、答�(yīng)脈沖、寫0、寫1、讀0和讀1�(shí)�。所有的單總線命令序列(初始�、ROM命令、功能命令)都是由這些基本的信�(hào)類型組成。這些信號(hào),除了應(yīng)答脈沖外都是由主�(jī)�(fā)出同步信�(hào),并且發(fā)出的所有命令和�(shù)�(jù)都是字節(jié)的低位在�。初始化�(shí)序包括主�(jī)�(fā)送的�(fù)位脈沖和從機(jī)�(fā)出的�(yīng)答脈沖主�(jī)通過拉低單總線至�480us,以�(chǎn)生TX�(fù)位脈沖:然后主機(jī)釋放總線,并�(jìn)入RX接收模式,當(dāng)主機(jī)釋放總線�(shí),總線由低電平跳�?yōu)楦唠娖綍r(shí)�(chǎn)生一上升�,單總線器件檢測到這上升沿�,延�(shí)15~60us,接著單總線器件通過拉低總線60~240us,以�(chǎn)生應(yīng)答脈�。主�(jī)接收到從�(jī)�(yīng)答脈沖后,說明有單總線器件在�,然后主�(jī)就開始對(duì)從機(jī)�(jìn)行ROM命令和功能命令操作�

  �1、寫0和讀�(shí)�。在每一�(gè)�(shí)序中,總線只能傳輸一位數(shù)�(jù)。所有的讀寫時(shí)序至少需�60us,且每兩�(gè)�(dú)立的�(shí)序之間至少需�1us的恢�(fù)�(shí)�。讀寫時(shí)序均起始于主�(jī)拉低總線。在寫時(shí)序中,主�(jī)拉低總線后保持至�60us的低電平則向單總線器件寫0。單總線器件又在主機(jī)�(fā)�(fā)出讀�(shí)序時(shí)才向主機(jī)傳送數(shù)�(jù),所以當(dāng)主機(jī)向單總線器件�(fā)出數(shù)�(jù)命令�,必須馬上產(chǎn)生讀�(shí)序,以便單總線能傳輸�(shù)�(jù)。在主機(jī)�(fā)出讀�(shí)序之�,單總線器件才開始在總線上發(fā)�0�1,若單總線器件發(fā)�1,則保持總線高電�,若�(fā)�0,則拉低總線。單總線器件�(fā)送之后,保持有效�(shí)�,因而,主機(jī)在讀�(shí)序期間必須釋放總�,并且必須在15us之中采樣總線狀�(tài),從而接收到從機(jī)�(fā)送的�(shù)�(jù)�

器件

  掛在單總線上的器件稱之為單總線器�,這些器件�(nèi)具有控制、收/�(fā)、儲(chǔ)存等電路。為了區(qū)分不同的單總線器�,廠家在生產(chǎn)單總線器件時(shí)要刻錄一�(gè)64位的二�(jìn)制ROM代碼,標(biāo)志著單總線器件的ID�(hào)。目前,單總線器件的主要有數(shù)字溫度傳感器(如DS18B20));A/D�(zhuǎn)換器(如DS2450)門�、身份識(shí)別器(如DS1990A�;單總線控制器(如DSIWM)等�。這里介紹一種iButton形式的單總線器件,它是利用瞬間接觸�(jìn)行數(shù)字通信�,這些器件�(yīng)用已�(jīng)滲透到貨幣交易和高度安全的�(rèn)證系�(tǒng)。IButton是采用紐扣狀不銹鋼外殼封裝的微型�(jì)算機(jī)晶片,他具有抗撞擊、抗水漬、耐腐�、抗磁擾、防折疊、價(jià)格便宜等特點(diǎn),能交好的解決傳�(tǒng)�(shí)別器存在的不�,同�(shí)又滿足系�(tǒng)在可靠性、穩(wěn)定性方面的要求。IButton主要有三種類型,分別是Memory iButton(儲(chǔ)存型�,Java-poweredcrptograhic iButton(加密型�,Thermochron iButton(溫度�),儲(chǔ)存型iButton可具�64K的儲(chǔ)存空�,可以儲(chǔ)存數(shù)字或相片。加密型iButton是一種微處理器和高速算法加速器,可以產(chǎn)生大量的需要加密和解密信息的數(shù)�(jù),它�(yùn)行速度�?�?,可與Internet�(yīng)用相�(jié)�,并可用于遠(yuǎn)程鑒定識(shí)別。溫度型iButton可以測量溫度變化,內(nèi)含溫度計(jì)、時(shí)�、熱記錄、儲(chǔ)存單��

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