1-Wire单总线技术详解：原理、硬件与命令序列

"深入讲解单总线基本原理，包括1-wire单总线的定义、特点、硬件结构、命令序列和信号处理方式。" 单总线，又称1-wire，是一种由Maxim公司（现MaxLinear全资子公司）开发的特殊串行通信协议。这种通信方式的独特之处在于它只需要一根信号线，这根线同时承载时钟和数据的传输，并且支持双向通信。由于其节省I/O口线、结构简洁、成本低以及易于扩展和维护的特点，1-wire单总线广泛应用于各种嵌入式系统和物联网设备中，特别是那些对空间和成本敏感的应用。 硬件结构方面，1-wire单总线的每个设备都通过一个漏极开路或三态端口连接到单一的数据线上。在不发送数据时，设备会释放数据总线，使得其他设备可以使用。为了确保总线在空闲时为高电平，需要外接一个约5k欧姆的上拉电阻。如果总线保持低电平超过480微秒，所有器件会自动复位。在寄生电源模式下，为保证设备在特定操作（如温度转换或EEPROM写入）中有足够的电源电流，可能需要额外的强上拉元件。 命令序列是1-wire单总线通信的核心。每个通信周期都始于初始化步骤，由主机发出复位脉冲，随后从机回应应答脉冲，表明其已准备好接收数据。接着是ROM命令，用于识别总线上的特定设备，然后是功能命令，执行特定的操作。每个访问都需要严格按照这个顺序进行，但搜索ROM和报警搜索命令例外，这两者之后需要重新初始化。 信号方式包括不同的脉冲长度和边沿检测，用于区分数据的0和1。数据传输过程中，低电平表示逻辑1，高电平表示逻辑0。主机通常控制总线的时序，从机则响应主机的命令，通过改变总线电平来传输数据。 1-wire单总线提供了一种高效、经济的通信解决方案，尤其适用于那些需要简化硬件设计、减少引脚数量的场合。尽管其通信速度相对较慢，但其在资源有限的环境中展现了强大的适应性。理解并掌握1-wire单总线的工作原理和操作流程，对于设计和实现相关的嵌入式系统具有重要意义。