通过单个触点增加控制、存储器、安全和混合信号功能

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通过单个触点增加控制、存储器、安全和混合信号功能 [复制链接]

1-Wire总线采用简单的信令协议，通过一条公共数据线实现主机/主控制器与一个或多个从机之间的半双工、双向通信(见图1)。

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图1. 在1-Wire主机/从机配置中，所有设备共享一条公共数据线

从机器件借助这条单总线实现数据传输与供电。在数据传输过程中，总线状态为高电平时，为从机器件的内部电容充电；总线状态为低电平时，利用电容存储的电荷为器件供电。典型的1-Wire主机包括一个漏极开路I/O口，通过电阻上拉到3V至5V电源。也可以选用更完善的主控制器，这种控制器具有专用的线驱动器。智能化的通信技术使用户能够方便、有效地随时为系统增添存储器、认证及混合信号功能。
1-Wire系统的另一个重要特性是：每个从机有一个唯一的、不能更改(ROM)的64位光刻序列号(ID)。除了为终端产品提供唯一的电子ID外，64位ID还允许主机从挂接在同一条总线上的许多从机设备中选择一个，由此实现主、从通信架构。
1-Wire通信由主机启动、控制所有的数据传输。如图2所示，1-Wire通信波形与脉宽调制类似，数据位传输按照宽脉冲(逻辑1)或窄脉冲(逻辑0)发送数据。总线主机首先发出“复位”脉冲启动通信过程，并通过该脉冲同步整个总线系统。所有从机都会以一个逻辑低电平“应答”复位脉冲。写数据时，主机首先拉低1-Wire总线，启动一次传输，然后保持总线为低(宽脉冲)发送逻辑0，或释放总线(窄脉冲)使总线返回逻辑1。读数据时，主机以窄脉冲方式拉低总线，重新启动一个时隙。随后，从机通过接通漏极开路输出并保持线路为低来延长该脉冲，从而返回逻辑0；或保持漏极开路的关闭状态返回逻辑1。大多数1-Wire器件都支持两种数据速率：15kbps的标准速率和111kbps的高速速率。通信协议为自同步，并可接受数据位之间的较长延迟，确保中断软件环境下的稳定工作。

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图2 该波形说明了由主机启动的数据位读/写、以及从机和主机的采样

1-Wire通信的第一步操作是选择从机以进行后续通信。在只有一台从机的系统中，从机选择过程极为简单。对于存在多个从机的系统，要么选择所有从机，要么通过64位ID选择特定的从机。在不确定总线上挂接器件的ID时，可利用二元搜索算法获得从机器件的64位ID。选择了特定的从机后，主机发出与该器件相关的命令，并向从机发送数据或读取从机数据，其它从机器件则忽略该通信过程，直到主机发出下一个复位脉冲。