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技術(shù)專(zhuān)題
單總線(xiàn)通信簡(jiǎn)介
單總線(xiàn)基礎
單總線(xiàn)由Dallas Semiconductor開(kāi)發(fā)，Dallas被Maxim收購，據我所知，Maxim是該協(xié)議的當前“所有者”。該接口使用主/從結構，并且主從之間唯一需要的連接是接地參考和一條信號線(xiàn)。與I2C一樣，信號線(xiàn)通過(guò)電阻上拉至V DD并通過(guò)漏極開(kāi)路輸出電路驅動(dòng)。單總線(xiàn)強調在速度或實(shí)現靈活性方面的低引腳數。最初的協(xié)議被限制為16.3 kbps的數據速率，按照當前的標準，這似乎是荒謬的，但是對于許多應用程序來(lái)說(shuō)卻是完全合適的。較新的1線(xiàn)設備支持更高的“過(guò)載”模式。單總線(xiàn)不支持全雙工通信。（在一條線(xiàn)上同時(shí)在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸單獨的數據流是一個(gè)很巧妙的技巧。）但是它是雙向的。
瞬間接觸應用
1線(xiàn)協(xié)議與眾不同的方面是，它旨在用于（使用Maxim的術(shù)語(yǔ)）“瞬時(shí)接觸環(huán)境”。當我想到I2C尤其是SPI時(shí)，我想到的是帶有各種集成電路的PCB，這些PCB可以永久安裝并通過(guò)永久連接鏈接。
但是，單總線(xiàn)通常與僅與主機電氣接觸的組件一起使用。在1線(xiàn)總線(xiàn)實(shí)現中，瞬時(shí)接觸系統的重要性體現在“ iButton”程序包中（見(jiàn)下圖）。這是1線(xiàn)總線(xiàn)組件的標準外形尺寸之一，并且用作頻繁與主設備分開(kāi)的從設備的耐用，標準化外殼。
寄生功率
我認為1線(xiàn)總線(xiàn)最有趣的功能是“寄生電源”。 1線(xiàn)協(xié)議比UART更接近真正的單線(xiàn)接口。對此斷言的理由是1線(xiàn)從機不需要電源連接，而使用UART，接收器和發(fā)送器都必須分別連接電源。1線(xiàn)集成電路（其中包括溫度傳感器，驗證器，存儲器和數據記錄器）在沒(méi)有電源引腳的情況下如何工作和通信？好吧，實(shí)際上，它們確實(shí)具有電源引腳，因為主機和從機之間的“單線(xiàn)”能夠傳輸數據和電源。1線(xiàn)制IC可以通過(guò)內部電源電路從串行數據信號中提取工作電源，該內部電源電路由二極管和電容器組成。當數據線(xiàn)為邏輯高電平時(shí)，會(huì )使用一些額外的電流為電容器充電，然后，當數據線(xiàn)為邏輯低電平時(shí)，二極管會(huì )阻止電容器放電。
識別從設備
單總線(xiàn)協(xié)議的另一個(gè)有趣特性是其尋址連接到總線(xiàn)的組件的方法。每個(gè)1線(xiàn)器件都經(jīng)過(guò)預編程，并具有唯一且永久的64位序列號。（貸給達拉斯半導體以進(jìn)行良好的長(cháng)期規劃； 2 64大約等于18.4億五千萬(wàn)，所以我不認為我們會(huì )很快用完1線(xiàn)地址。）此64位序列號包括對于8位CRC和用于識別所述家庭到的IC所屬的碼8個(gè)比特。 主機在尋址從機時(shí)使用這些64位序列號，這意味著(zhù)總線(xiàn)上的多個(gè)設備不可能具有相同的從機地址。如果知道序列號并將其合并到主機的固件中，那么對從站進(jìn)行尋址就很容易，但是如果不知道序列號怎么辦？好吧，1線(xiàn)協(xié)議結合了一種方便的搜索算法，該算法使主機可以確定所有連接設備的序列號。
結論
我希望本文能使您對單總線(xiàn)及其使用方式有一個(gè)清晰的了解。如果您曾經(jīng)將此協(xié)議集成到您的設計中，那么很高興聽(tīng)到您的經(jīng)驗。為什么選擇1線(xiàn)而不是SPI或UART？您注意到任何明顯的優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)嗎？