ARM下的1-Wire总线与DS18B20通信详解与仿真

嵌入式系统/ARM技术中的1-Wire总线是一种特殊类型的单线通信协议，它允许单个主机连接多个从设备，且支持灵活的扩展性。1-Wire总线的特性在于其接口设计，所有从设备的接口都是漏极开路的，这意味着在实际应用中，需要在总线上加上一个外部上拉电阻，通常为5千欧姆，以确保正确的逻辑电平传输。 在通信流程中，1-Wire总线的基本操作主要包括三个步骤：复位、读取和写入。复位是通信的起始，主机通过拉低并保持DQ引脚480至960微秒，然后释放，利用上拉电阻将总线拉高。在此过程中，从设备会在收到有效跳变后的15至60微秒内拉低总线，主机通过检测这个跳变判断是否有从设备在线。 程序1.1展示了复位操作的实现，通过`Reset()`函数，主机首先将DQ引脚设为0进行拉低，接着延迟一段时间后恢复到高电平。主机随后快速采样总线状态，如果检测到跳变，则说明有设备连接，返回值为0；反之，无设备响应则返回1。 读取和写入操作同样遵循特定的时序规则，它们都需要在正确的时机发送和接收数据。在读取时，主机向从设备发送请求，从设备响应后再由主机读取数据。写入则是主机向从设备发送数据，数据通常是以低位在前的顺序进行。 DS18B20是1-Wire总线上常用的一种温度传感器，它能与1-Wire网络配合使用，实现精确的温度测量。在嵌入式系统/ARM平台中，利用1-Wire总线技术可以简化硬件连接，提高系统的灵活性和效率。应用仿真涉及到硬件连接、驱动程序开发、数据通信协议理解和温度数据解析等多个环节。 总结来说，1-Wire总线以其简单易用、低成本和高效的特性在嵌入式系统中扮演着重要角色，特别是在与温度传感器等物联网设备的集成应用中。掌握这一技术对于嵌入式开发者来说，不仅能提升系统的集成能力，还能拓展设备间的数据交互能力。