1-Wire 總線使用單線提供電源和信號(hào)。總線在開漏環(huán)境中運(yùn)行；因此需要一個(gè)上拉電阻。該總線還在 2.0 V-5.5 V 范圍內(nèi)運(yùn)行。通信是異步的、半雙工的，并嚴(yán)格遵循主從方案?？偩€上只能連接一個(gè)主設(shè)備，以及一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備。每個(gè)至少 60 μs 的時(shí)間段內(nèi)只能在總線上傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)位。

復(fù)位和存在信號(hào)

當(dāng)發(fā)出復(fù)位信號(hào)時(shí)，主機(jī)將總線拉低至少 480 μs。如果存在從站，則主站將收到響應(yīng)。這個(gè)響應(yīng)稱為存在信號(hào)，它發(fā)生在總線被從設(shè)備拉低 60 μs 后，在主設(shè)備釋放總線后。如果主機(jī)沒有接收到存在信號(hào)，主機(jī)將假定總線上沒有設(shè)備/從機(jī)。

圖 1 復(fù)位和存在時(shí)序圖

使用 UART 生成信號(hào)

當(dāng)使用 Zilog 的 Z8051 MCU 上的 UART 模塊生成時(shí)，需要將發(fā)送器 (TXD) 和接收器 (RXD) 連接到 1-Wire 總線。此外，需要一個(gè)外部集電極開路或漏極開路緩沖器，以允許從設(shè)備在 UART 輸出為高電平時(shí)將總線拉低。圖 2 顯示了一個(gè)由分立元件組成的示例緩沖器。

圖 2 集電極開路緩沖器電路示例

UART 配置

UART 模塊與 1-Wire 從設(shè)備通信，需要配置為讀寫 8 個(gè)數(shù)據(jù)位、無極性、1 個(gè)停止位的數(shù)據(jù)格式；使用兩種波特率，9 600 bps 和 115 200 bps。Zilog 建議使用 11.0592 MHz 晶體振蕩器作為系統(tǒng)時(shí)鐘，以在 115 200 波特率下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧阏`差。

硬件實(shí)現(xiàn)

本節(jié)討論 Z8051 MCU 和 1-Wire 從設(shè)備之間的物理接口，以及如何配置和編程 Z8051 MCU 以通過具有三個(gè)從設(shè)備的 1-Wire 總線有效地讀寫數(shù)據(jù)。

如下圖所示，TXD1連接到由電阻和NPN晶體管組成的集電極開路緩沖電路。當(dāng) UART 處于空閑狀態(tài)時(shí)，該電路使從設(shè)備能夠?qū)⒕€路拉低。

圖 3 MCU 與從機(jī)連接

在理想情況下，1-Wire 器件將在單條總線上獲得電源和數(shù)據(jù)。然而，一些器件需要額外的電流，這可能會(huì)導(dǎo)致弱 1-Wire 上拉電阻上出現(xiàn)不可接受的壓降，或者需要更多的電流可以由總線提供。為此，DS18S20 和 DS2417 從器件由外部電壓電源供電，而 DS24B33 從器件是唯一由 1-Wire 總線供電的器件。1-Wire 總線中的電流足以在讀和寫操作期間為 DS24B33 從器件上電。

本文檔討論了使用 Zilog 的 Z8051 微控制器實(shí)現(xiàn)具有多個(gè)從設(shè)備的 1-Wire 接口。這些從機(jī) DS18S20、DS2417 和 DS24B33 器件都是 Dallas Semiconductor 的產(chǎn)品。1-Wire 實(shí)現(xiàn)的成功之處在于，高達(dá)位級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸通過了 1-Wire 協(xié)議的時(shí)序要求。

資料來源： Zilog、DS18S20、DS2417

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