单总線(xiàn)通信简介

2020-03-12

单总線(xiàn)基础

单总線(xiàn)由Dallas Semiconductor开发，Dallas被Maxim收購(gòu)，据我所知，Maxim是该协议的当前“所有(yǒu)者”。该接口使用(yòng)主/从结构，并且主从之间唯一需要的连接是接地参考和一条信号線(xiàn)。与I2C一样，信号線(xiàn)通过電(diàn)阻上拉至V DD并通过漏极开路输出電(diàn)路驱动。单总線(xiàn)强调在速度或实现灵活性方面的低引脚数。最初的协议被限制為(wèi)16.3 kbps的数据速率，按照当前的标准，这似乎是荒谬的，但是对于许多(duō)应用(yòng)程序来说却是完全合适的。较新(xīn)的1線(xiàn)设备支持更高的“过载”模式。单总線(xiàn)不支持全双工通信。（在一条線(xiàn)上同时在两个方向上同时传输单独的数据流是一个很(hěn)巧妙的技巧。）但是它是双向的。

瞬间接触应用(yòng)

1線(xiàn)协议与众不同的方面是，它旨在用(yòng)于（使用(yòng)Maxim的术语）“瞬时接触环境”。当我想到I2C尤其是SPI时，我想到的是带有(yǒu)各种集成電(diàn)路的PCB，这些PCB可(kě)以永久安装并通过永久连接链接。

但是，单总線(xiàn)通常与仅与主机電(diàn)气接触的组件一起使用(yòng)。在1線(xiàn)总線(xiàn)实现中，瞬时接触系统的重要性體(tǐ)现在“ iButton”程序包中（见下图）。这是1線(xiàn)总線(xiàn)组件的标准外形尺寸之一，并且用(yòng)作频繁与主设备分(fēn)开的从设备的耐用(yòng)，标准化外壳。

寄生功率

我认為(wèi)1線(xiàn)总線(xiàn)最有(yǒu)趣的功能(néng)是“寄生電(diàn)源”。 1線(xiàn)协议比UART更接近真正的单線(xiàn)接口。对此断言的理(lǐ)由是1線(xiàn)从机不需要電(diàn)源连接，而使用(yòng)UART，接收器和发送器都必须分(fēn)别连接電(diàn)源。1線(xiàn)集成電(diàn)路（其中包括温度传感器，验证器，存储器和数据记录器）在没有(yǒu)電(diàn)源引脚的情况下如何工作和通信？好吧，实际上，它们确实具有(yǒu)電(diàn)源引脚，因為(wèi)主机和从机之间的“单線(xiàn)”能(néng)够传输数据和電(diàn)源。1線(xiàn)制IC可(kě)以通过内部電(diàn)源電(diàn)路从串行数据信号中提取工作電(diàn)源，该内部電(diàn)源電(diàn)路由二极管和電(diàn)容器组成。当数据線(xiàn)為(wèi)逻辑高電(diàn)平时，会使用(yòng)一些额外的電(diàn)流為(wèi)電(diàn)容器充電(diàn)，然后，当数据線(xiàn)為(wèi)逻辑低電(diàn)平时，二极管会阻止電(diàn)容器放電(diàn)。

识别从设备

单总線(xiàn)协议的另一个有(yǒu)趣特性是其寻址连接到总線(xiàn)的组件的方法。每个1線(xiàn)器件都经过预编程，并具有(yǒu)唯一且永久的64位序列号。（贷给达拉斯半导體(tǐ)以进行良好的長(cháng)期规划； 2 64大约等于18.4亿五千万，所以我不认為(wèi)我们会很(hěn)快用(yòng)完1線(xiàn)地址。）此64位序列号包括对于8位CRC和用(yòng)于识别所述家庭到的IC所属的码8个比特。 主机在寻址从机时使用(yòng)这些64位序列号，这意味着总線(xiàn)上的多(duō)个设备不可(kě)能(néng)具有(yǒu)相同的从机地址。如果知道序列号并将其合并到主机的固件中，那么对从站进行寻址就很(hěn)容易，但是如果不知道序列号怎么办？好吧，1線(xiàn)协议结合了一种方便的搜索算法，该算法使主机可(kě)以确定所有(yǒu)连接设备的序列号。

结论

我希望本文(wén)能(néng)使您对单总線(xiàn)及其使用(yòng)方式有(yǒu)一个清晰的了解。如果您曾经将此协议集成到您的设计中，那么很(hěn)高兴听到您的经验。為(wèi)什么选择1線(xiàn)而不是SPI或UART？您注意到任何明显的优点或缺点吗？