1-Wire总线是一个简单的信号传输电路,可通过一根共用的数据线实现主控制器与一个或一个以上从器件之间的半双工双向通信。
概述
电源和数据通信通过单根数据线传输,使得1-Wire器件具有无与伦比的强大功能,可减少系统间的互联。1-Wire器件通过受专利保护的单触点串行接口提供存储器、混合信号和安全认证功能。1-Wire器件的典型应用如下:打印墨盒或医疗消耗品的识别;机架卡的校准和控制;印刷电路板、配件及外设的识别和认证;知识产权保护、防克隆、安全功能控制。
单总线的工作原理
顾名思义,单总线即只有一根数据线,系统中的数据交换、控制都由这根线完成。设备(主机或从机)通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线,以允许设备在不发送数据时能够释放总线,而让其它设备使用总线,其内部等效电路如图所示。单总线通常要求外接一个约为4.7kΩ的上拉电阻,这样,当总线闲置时,其状态为高电平。主机和从机之间的通信可通过3个步骤完成,分别为初始化1-wire器件、识别1-wire器件和交换数据。由于它们是主从结构,只有主机呼叫从机时,从机才能应答,因此主机访问1-wire器件都必须严格遵循单总线命令序列,即初始化、ROM、命令功能命令。如果出现序列混乱,1-wire器件将不响应主机(搜索ROM命令,报警搜索命令除外)。
单主机多节点示意图
单总线硬件接口
1-Wire 特点
1-Wire总线技术具有节省I/O资源,结构简单、成本低廉、便于总线扩展维护等优点。将地址线、数据线、控制线合为一根信号线。
1-Wire使用自身的网络接口的传感器和其它器件。该接口的数据通信和供电仅需通过一根数据线再加一根地线,这意味着微控制器仅需一个端口即可与1-Wire传感器通信。
1-Wire网络工作于一主多从模式(多点网络)。时序非常灵活,允许从机以高达16kbps的速率与主机通信。每个1-Wire器件都有一个全球唯一的64位ROM ID,允许1-Wire主机精确选择位于网络任何位置的一个从机进行通信。1-Wire总线采用漏极开路模式工作,主机(或需要输出数据的从机)将数据线拉低到地表示数据0,将数据线释放为高表示数据1。这通常通过在数据线和VCC之间连一个分立电阻实现。
1-Wire读写时序
1-Wire器件应用前景
由于1-Wire器件是具有集成度高、功能丰富而外接简单的单总线网络器件,因而无论在自动化糸统或者是通信工程及金融安全等领域应用非常广泛,又由于使用方便、体积小等特点,故既适合各类糸统开发又适用于智能化或小型仪器仪表的制造,因此很受设计者及制造厂商的欢迎。