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DS2480b

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引言

1-Wire

通信协议可以通过微处理器上的一个 IO 引脚产生，不过，为了创建可靠的 1-Wire 网络，

必须提供正确的时序和适当的输出电压摆率。1-Wire 主机发送的时序不正确会导致与 1-Wire 从器

件之间的通信间断或完全失败。输出电压摆率若不加以控制，可能严重限制网络的长度，并产生

时通时断的现象。如果可以提供串行通信 UART，那么通过一个串口至 1-Wire 桥接器(DS2480B)

就可以解决上述问题。

DS2480B 是从串行接口到 1-Wire 网络协议转换的桥接器。只要主机具有普通的串行通信 UART，

就可以通过该桥接器产生严格定时和电压摆率控制的 1-Wire 波形。DS2480B 接收所要发送的指令

与数据，执行 1-Wire 操作，并将结果返回至主机。图 1 给出了 DS2480B 配置的简化框图。实现

该协议并浏览所有的 DS2480B 指令可能需要花大量的时间并容易混淆。为此，本指南将介绍通用

的 1-Wire 操作，并解释 DS2480B 的输入串行数据包结构，以及输出串行数据包的含义。

本文作为DS2480B 数据资料的补充，并不能代替数据资料。该数据资料可以在网页

http://www.maxim-ic.com.cn/quick_view2.cfm/qv_pk/2923中找到。

DS2480B 的使用(简化) 图 1

与该桥接器一起工作的主机 UART 至少应能够支持 8 位、无奇偶校验、9600 波特(位/秒)的通信。

该桥接器可以实现更高的数据速率，最高可以达到 115200 波特，但是上电时以 9600 波特启动。

DS2480B 数据资料中介绍了电气方面的注意事项，如 RS232。

1-Wire 接口

只有在所有指令与模式均被转换到 1-Wire通信接口，使得各种应用能够基于该接口使用，

DS2480B才是有用的。为了执行 1-Wire操作，应用中必须具备的一些基本 1-Wire函数。第一项操

作是使总线上所有 1-Wire从器件复位，为接收来自 1-Wire主机的指令做好准备。第二项操作是从

1-Wire主机向从器件执行写一位操作，第三项操作是从 1-Wire从器件中读一位操作。由于必须由

1-Wire主机来启动所有的 1-Wire位通信，所以“读取”操作实际上是在“写入”一位后采样得到

的结果。几乎所有其他 1-Wire操作都可以由这三个操作构成。例如，向 1-Wire总线写 1 个字节相

当于 8 个一位写操作。1-Wire 搜索算法( 参见应用笔记 187 ，位于http://www.maxim-

ic.com.cn/appnotes.cfm/an_pk/187)也可以由上述基本操作构成。不过，这并不见得是效率最高的

1-Wire

是

Dallas Semiconductor

的注册商标。

应用笔记 192

DS2480B 串行接口 1-Wire 线驱动器的使用

1-Wire master

DS2480B

(serial bridge)

1-Wire bus

RXD

HOST UART

(μ or PC)

TXD

1-Wire

slave

1-Wire

slave

AN192

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实现方法。DS2480B 包含搜索加速器模式，可以大大降低执行搜索操作所需的串行通信量。效率

更高的方法是将位通信捆绑为字节组，甚至将字节组捆绑为字节块。为了获得最高的效率，应用

中应当尽可能使用最大的指令组(最大的数据包)。

表 1 是高效率 1-Wire 函数至少应具备的接口操作。操作名称以特定操作的标识提供，将在下面文

中使用。

基本的 1-Wire 操作表 1

操作说明

OWReset

发送 1-Wire 复位激励，并检查 1-Wire 从器件的在线脉冲。

OWWriteBit / OWReadBit

发送或接收 1-Wire 总线上的 1 位数据。

OWWriteByte / OWReadByte

发送或接收 1-Wire 总线上的 1 字节数据。

OWBlock

向 1-Wire 总线发送或从总线接收多个字节的数据。

OWSearch

执行 1-Wire 搜索算法(参见应用笔记 187)。

在基本操作之外，还有扩展的 1-Wire 函数。一些 1-Wire 从器件可以工作在两种不同的通信速度

下：标准和加速模式。所有器件都至少支持标准速度。加速模式大约是标准速度的 10 倍。

DS2480B 同时支持这两种 1-Wire 速度。

1-Wire 器件通常从 1-Wire 总线上获得部分或全部的操作能量。不过有些器件在协议的特定位置需

要额外的电源传输。例如，某器件可能需要进行温度转换或计算 SHA-1 散列。这时电源通过

1-Wire 总线上允许更强的上拉来提供。在这种电源传输方式中无法进行正常的通信。DS2480B 具

有一些先进的特性，用来提供电源传输。

EPROM (一次性可编程) 1-Wire 存储器在进行写操作时需要专门的 12V 脉冲。如果 DS2480B 具有

12V，那么它将被要求向 1-Wire 总线传输一个脉冲，用于 EPROM 编程。

表 2 中列出了扩展的 1-Wire 操作，用于 1-Wire 速度设定、电源传输，以及编程脉冲。

扩展的 1-Wire 操作表 2

操作说明

OWSpeed

设定 1-Wire 通信速度。选项为标准速度或加速模式。需要注意的

是，该操作仅改变 1-Wire 主机的通信速度，而对 1-Wire 从器件，必

须通过指令，使其完成从标准速度到加速模式的切换。1-Wire 从器

件在遇到标准速度的 1-Wire 复位时，总是还原到标准速度。

OWLevel

设定 1-Wire 电源电平(正常或电源传输)。

OWProgramPulse

为 EPROM 1-Wire 器件的写操作发送定时的 12V 编程脉冲。

OWReadBitPower

从 1-Wire 总线上读取 1 位数据，可以选择在该位读取结束后，立即

进行电源传输。

OWWriteBytePower

向 1-Wire 总线发送 1 字节数据，在该字节发送结束后，立即进行电

源传输。

AN192

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本文将介绍使用 DS2480B 高效率地实现基本与扩展的 1-Wire 操作。这些操作构成了一个完整的

组合，为目前和未来的 1-Wire 器件完成所有的功能。按这种方式摘取 1-Wire 操作，使 1-Wire 应

用不依赖于 1-Wire 主机类型(参见实例 1)。需要注意的是，该应用不是唯一的，也不需要利用

DS2480B 的所有功能。在本文的最后还将给出更多的 1-Wire 应用实例。

读取存储器的伪代码实例 1

trans_block – temporary transmit buffer, values expressed in hexadecimal notation

// reset the 1-Wire bus

If OWReset = TRUE

// sent the MATCH ROM sequence for the device to read, ROM is R0...R7

trans_block = 55,R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7

OWBlock(trans_block)

// send the Read Memory command, address (0),

// and 32 read bytes for the page of data

trans_block = F0,00,00,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,

FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF,FF, FF,FF,FF,FF

OWBlock(tran_block)

// page 0 data is now in last 32 bytes of trans_block

...

Else

// no device present

...

EndIF

主机配置

DS2480B 主机必须具有一个 UART，该 UART 至少支持 8 位、无奇偶校验、9600 波特的通信方

式。该主机 UART 的配置是一个专用平台，因此本文中不涉及这方面内容。不过，它必须提供标

准的接口操作，包括读写操作、刷新等待中的读/写操作、发送暂停，以及可选择的波特率调整。

表 3 给出了操作定义列表，用来说明与一般主机 UART 的接口。这些定义将用来说明对 UART 完

成的操作。

必须的主机 UART 操作表 3

操作说明

Break

在通信端口发送 BREAK 至少 2ms。

Flush

完成所有等待状态的写操作，并清空输入(读取)缓冲区。

Read

从串口读取指定字节数的数据。提供足够长的时延，以确保在正常条件下

所有字节均被接收。

Write

向串口写指定字节数的数据。所有字节都写完后返回。

SetBaud

将串行 BAUD 率改为指定速率。

(当需要加速模式时可选择。)

Delay

延时至少指定的毫秒数。

AN192

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本篇应用笔记中的‘C’代码工具，使用的是 Microsoft Windows 32 位操作系统 RS232 串

口，以 DS9097U 适配器作为主机，该代码可以从以下链接中下载：

http://files.maxim-ic.com/sia_bu/public/an192.zip

该 C 代码工具是 1-Wire Public Domain 套件提供的简化版本。1-Wire Public Domain 套件中还包含

器件特殊的模块与实例，可以在以下链接中找到：

http://www.maxim-ic.com.cn/products/ibutton/software/tmex/。

DS2480B 配置

在尝试 1-Wire 操作之前，主机必须初始化，并与 DS2480B 串行 1-Wire 线驱动器进行同步。检测

到主机与桥接器之间的通信故障时，也需要执行该初始化与同步过程。在初始化过程中，

DS2480B 要求 9600 波特率。初始化结束后，可以实现高达 115200 的波特率。不过，改变波特率

时应当注意，因为 DS2480B 只有 1 字节的输入缓冲区。输入的 1-Wire 指令必须能够在下一条指

令移入之前完成。关于各指令分别工作在多少波特率下，请参照 DS2480B 数据资料中的表 7。

DS2480B_Detect

由于 DS2480B 中没有晶振，它必须通过采样主机发送的串行通信来调节自身的时基。初始化的时

序从复位 DS2480B 开始，然后发送一个预先定义好的定时字节。该器件的复位将使所有 1-Wire

配置参数复位到缺省状态。为了在小型到中等长度的 1-Wire 网络中获得良好的性能，在进行标准

速度通信时，推荐在“伸缩”模式下使用 DS2480B。1-Wire 设置参数用来为伸缩模式下的 1-Wire

信号整形。因此，不管什么时候 DS2480B 被复位，配置参数就需要重装。理想的伸缩模式设置为

PDSRC = 1.37V/μs, W1LD = 10μs, DSO/W0RT = 8μs。该复位与配置时序被组合为一项操作，称为

DS2480B_Detect。

如果检测到停止位为空号，DS2480B 就被复位。产生该复位信号最简单的方法是，发送比 9600

波特 8 位的字长更长的串行暂停。如果主机 UART 上不提供暂停，那么切换到较低的波特率下，

并发送一个 0 字节，可以模拟一次暂停。切换到空号奇偶校验位或改为最高有效位为 0 的 9 位字

长也可以模拟一次暂停。

在配置时序中的一些延时值(参见图 2)可以任意大，以适应大多数 UARTS。这些值可以被减小。

在初始化时序结束之后执行 read baud rate register 和 write 1-Wire bit 操作，以检验 DS2480B 初始

化功能的正确性。如果这些操作中任意一个的返回值为无效应答，则认定初始化过程失败。

需要注意的是，该执行过程并不检查 DS2480B 主动在线脉冲通报字节。当调用 DS2480B_Detect

函数时，这可能引起某些 1-Wire 操作得到格式化不正确的应答字节。由于在一些接触不良的环境

中也会产生一些异常的在线脉冲，每个 1-Wire 应用都应该具有重试功能，因此，这也解决了上述

问题。

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