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单总线协议-以DS18B20举例

单总线协议-以DS18B20举例

一、概述        1-wire 单总线是Maxim 全资子公司 Dallas 的一项专有技术。与目前多数标准串行数据通信方式,如SPI/I2C/MICROWIRE 不同,它采用单根信号线,既传输时钟,又传输数据,而且数据传输是双向的。它具有节省 I/O 口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。
        1-wire 单总线适用于单个主机系统,能够控制一个或多个从机设备。当只有一个从机位于总线上时,系统可按照单节点系统操作;而当多个从机位于总线上时,则系统按照多节点系统操作。
        为了较为全面地介绍单总线系统,将系统分为三个部分讨论:硬件结构、命令序列和信号方式信号类型和时序。

二、硬件结构       顾名思义,单总线只有一根数据线。设备(主机或从机)通过一个漏极开路或三态端口,连接至该数据线,这样允许设备在不发送数据时释放数据总线,以便总线被其它设备所使用。单总线端口为漏极开路其内部等效电路如图1 所示 。

      

       单总线要求外接一个约5k 的上拉电阻;这样,单总线的闲置状态为高电平。不管什么原因,如果传输过程需要暂时挂起,且要求传输过程还能够继续的话,则总线必须处于空闲状态。位传输之间的恢复时间没有限制,只要总线在恢复期间处于空闲状态(高电平)。如果总线保持低电平超过 480us,总线上的所有器件将复位。另外在寄生方式供电时,为了保证单总线器件在某些工作状态下(如温度转换期间 EEPROM写入等)具有足够的电源电流,必须在总线上提供强上拉(如图 1所示的MOSFET )。
三、 命令序列        典型的单总线命令序列如下 :
       第一步:初始化
       第二步:ROM命令(跟随需要交换的数据 )
       第三步:功能命令(跟随需要交换的数据)
       每次访问单总线器件,必须严格遵守这个命令序列,如果出现序列混乱,则单总线器件不会响应主机。但是,这个准则对于搜索 ROM命令和报警搜索命令例外,在执行两者中任何一条命令之后,主机不能执行其后的功能命令,必须返回至第一步  。

    3 .1 初始化       基于单总线上的所有传输过程都是以初始化开始的,初始化过程由主机发出的复位脉冲和从机响应的应答脉冲组成。应答脉冲使主机知道,总线上有从机设备,且准备就绪 。复位和应答脉冲的时间详见单总线信号部分  。

    3.2 ROM命令     在主机检测到应答脉冲后,就可以发出ROM 命令。这些命令与各个从机设备的唯一64位ROM代码相关,允许主机在单总线上连接多个从机设备时,指定操作某个从机设备。这些命令还允许主机能够检测到总线上有多少个从机设备以及其设备类型,或者有没有设备处于报警状态。从机设备可能支持 5 种ROM命令(实际情况与具体型号有关), 每种命令长度为8 位。主机在发出功能命令之前,必须送出合适的 ROM命令。ROM命令的操作流程如图2 所示。下面将简要地介绍各个ROM命令的功能,以及使用在何种情况下。

继承事业,薪火相传
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