叶云燕

    概况

    Dallas的l—Wire为外设器件沿着一条电连接线进行双向数据传输提供了一种简单的方案，任何l—Wire系统都包括一台主机和一个或一个以上的从机，它们共用一条数据线。这条数据线被地址、控制及数据信息复用。大多数器件完全靠从数据线上获得的电源供电，个别器件在条件许可情况下由本地电源供电。当数据线为高电平时，电荷存储在器件内部；数据线为低电平时，器件利用这些电荷提供能量。多个器件通过一个端口连接到微处理器，1—Wire器件具有以下功能：数据存储(NVRAM、EPROM、EEPROM)；读取或记录温度、电压、可变电阻、计数；控制与检测及与其它系统的接口；计时以及加密等功能，见图1所示。

    基本的特点

    1—Wire器件最基本的特点是：每个器件都有一个在工厂激光刻制的地址(序列号)，任何器件的地址不会重复，也就是说：每个器件的序列号是唯一的。这样，任何器件都能够从众多或许是挂接在同一总线上的器件中挑选出来。由于一个、两个甚至十几个1—Wire器件共享一条数据线进行通信，这就需要一种二进制查询算法以便查找总线上的器件。一旦知道每个器件的地址，就可利用该地址选择任何一个器件进行通信。    

    1—Wire采用线或配置，主机为漏极开路输出、由一个电阻上拉至3V或5V。从机为漏极开路输出，只能将总线下拉至低电平。    

    数据波形与速率

    1-Wire数据波形类似于脉冲宽度调制信号，主机发出复位信号(保持低电平的周期最长)  同步整个总线。然后，由主机启动每一位数据时隙，利用宽脉冲或窄脉冲实现写0或写1。读取数据时，主机用窄脉冲启动时隙，从机将数据线保持在低电平、展宽低电平脉冲返回逻    辑“0”，或保持脉宽不变返回逻辑“1”。    

    大多数1—Wire器件支持两种数据速率，较低的数据速率(标准)约为14kbps，较高的数据速率大约为140kbps，目前正在研制可提供高达1Mbps数据速率的器件。协议采用自定时和允许很长的位间延迟，易于实现软件中断，    

    数据通信

    任何数据通信首先要为后续通信选择从机器件，可以根据需要选择所有的从机或某个特定的从机(利用器件的序号)，也可以按照二进制查询算法选择下一个总线上的从机。一旦选定某个器件，其它器件将脱离总线，在下一次复位之前不参与后续通信选定某个器件后，主机可以发送器件特定的指令，发送数据给该器件或从该器件读取数据。

    编码

    每个从机器件的ID中有8位类型码，类型码对应于器件的类型。由于不同类型的器件具有不同的功能，该编码可用于选择器件控制或查询的规则。不同类型的器件功能不同、应用目的也不同，因此也对应有不同的协议。

    由于从机可能会有一些定时处理或监视真实世界(异步)中的信息，它们有时需要获得主机的快速响应。由几十个从机中利用唯一的ID呼叫各个从机、然后读取其内部寄存器，因工作速度较低会加重了CPU负担。又有一种称为条件查询的特殊器件查询方式也可达到这一目的，在这种查询方式中从机器件只有在满足一定条件或发生某一事件与预定规则相符时才会被搜索到。主机按照一定的间隔实现这种条件查询，任何被查找到的器件都是需要提供在线服务的器件。

    绝大多数1—Wire器件提供经久耐用的不锈钢封装，尺寸相当于叠在一起的四枚一角硬币，称其为出iButton’有些iButton内部带有微型锂电池，为内部实时时钟或数据记录仪供电，可保持NVSRAM内的数据或配置信息达十年之久。有些iButton采用EEPROM，无需备用电池。这些不锈钢iButton的序列号被光刻在盖子上，以便用户识别。许多1—Wire器件还提供标准的SOIC、TSOC或TO封装，便于安装在PC 板上。另外，有些器件还可提供倒装芯片。    

    1-Wire外设包括各种PC机串口或并口适配器、插座、表链、固定器及多种iButto配件。

    1-Wire各类器件及技术应用