【通信協議】1-Wire 單總線

一、1-Wire相關介紹

• 1-Wire由 美國Dallas（達拉斯） 公司推出
• 採用單根信號線，既傳輸時鐘又傳輸數據，而且數據傳輸是雙向的
• 單總線的數據傳輸速率一般爲16．3Kbit/s，最大可達142 Kbit/s，通常情況下采用100Kbit/s以下的速率傳輸數據
• 1-Wire線端口爲漏極開路構或三態門的端口，因此一般需要加上拉電阻Rp，通常選用5K~10KΩ
• 1-Wire數據傳輸的次序爲從最低位到最高位，與I2C不同

1.典型命令序列：

• （1）初始化：單總線上所有傳輸過程都需要以初始化開始
• （2）ROM命令：在主機檢測到從機的應答脈衝後，就可以發出ROM命令
• （3）功能命令：每個單總線器件都有自己的專用指令，需要參照各自的數據手冊

2.典型電路圖：

二、1-Wire通信過程

1.初始化

• 初始化過程 = 復位脈衝 + 從機應答脈衝
  • 主機通過拉低單總線480 ~ 960 us產生復位脈衝，然後釋放總線，進入接收模式。主機釋放總線時，會產生低電平跳變爲高電平的上升沿
  • 單總線器件檢測到上升沿之後，延時15 ~ 60 us，單總線器件拉低總線60 ~ 240 us來產生應答脈衝。主機接收到從機的應答脈衝說明單總線器件就緒，初始化過程完成。

2.寫操作

• 寫間隙有兩種，包括寫0的時間隙和寫1的時間隙
  • 當數據線拉低後，在15 ~ 60 us的時間窗口內對數據線進行採樣。如果數據線爲低電平，就是寫0，如果數據線爲高電平，就是寫1。
  • 主機要產生一個寫1時間隙，就必須把數據線拉低，在寫時間隙開始後的15 us內允許數據線拉高（即在0~15us內釋放總線）。主機要產生一個寫0時間隙，就必須把數據線拉低並保持60 us

3.讀操作

• 與寫操作一樣，讀操作至少需要60us，在兩次獨立的讀操作直接至少需要1us的恢復時間，所有的讀操作都是由主機拉低總線並保持至少1us後，再釋放總線開始
• 讀操作，主機拉低總線1us，隨後釋放總線，若發送“1”，則保持總線爲高電平；若發送“0”，則拉低總線並在該週期結束後釋放總線

三、1-Wire程序（以DS18B20爲例）

DS18B20功能命令

命令	命令代碼
跳過ROM	CCH
啓動轉換	44H
讀取暫存器	BEH

//DQ爲 單總線IO口
//復位初始化 若返回值爲0，則存在單總線設備
unsigned char DS18B20_RST(void)
{
	unsigned char Check;//檢測是否存在DS18B20單總線設備
	DQ = 0；
	delay_us(480);
	DQ = 1;
	delay_us(60);
	Check = DQ; //若爲0，則接收到DS18B20應答信號
	delay_us(480);
	return Check;
}

//DS18B20寫一個字節
void DS18B20_Write_Byte(unsigned char data)
{
	unsigned char i = 0;
	for(i = 0;i < 8 ;i++)
	{

		DQ = 0;
		delay_us(1);
		DQ = data & 0x01;
		delay_us(60);
		data >>= 1;   
		DQ= 1;	//然後釋放總線，至少1us給總線恢復時間才能接着寫入第二個數值
		_nop_();_nop_();

	}
}

//DS18B20讀取一個字節
unsigned char DS18B20_Read_Byte(void)
{
	unsigned char i = 0;
	unsigned char temp = 0;
	for(i = 0;i < 8;i++)
	{
		_nop_();_nop_();
		DQ = 0;
		_nop_();_nop_();
		DQ = 1;//釋放總線
		_nop_();_nop_();
		temp = DQ << 7;//暫存放置在高位
		data |= temp;  //得到數據
		data >> 1;     //依次移位
		delay_us(60);
	}
}