1-wire单总线技术详解：原理与应用

"1-wire单总线是一种由Maxim（Dallas）公司开发的专有通信技术，它与其他常见的串行通信协议（如SPI、I2C、MICROWIRE）不同，仅使用一根信号线来同时传输时钟和数据，实现双向通信。这种技术的优势在于节省了I/O口线资源，简化了硬件结构，降低了成本，并且方便了总线的扩展和维护。1-wire总线适用于单一主机控制多个从机设备的系统，可以是单节点或多节点配置。" 单总线系统主要由三个部分构成：硬件结构、命令序列和信号方式。 硬件结构中，每个设备都通过一个漏极开路或三态端口连接到单根数据线上。当设备不发送数据时，它会释放数据总线，允许其他设备使用。单总线端口为漏极开路，并需要外部连接一个约5k欧姆的上拉电阻，确保总线在无数据传输时保持高电平状态。如果总线持续低电平超过480微秒，所有器件将复位。在某些特定情况下，如温度转换或EEPROM写入时，可能需要提供更强的上拉电源。 命令序列是单总线通信的关键。通常包括初始化、ROM命令和功能命令三个步骤。初始化是每个传输的起点，由主机发出复位脉冲，从机回应应答脉冲以表明其存在和就绪状态。ROM命令用于识别总线上的设备，功能命令则是针对特定设备的操作。在执行ROM命令或报警搜索命令后，主机必须重新开始初始化，不能直接跳到功能命令。 信号方式涉及单总线上的数据传输。由于单根线既要传递时钟又要传递数据，因此数据的传输是通过脉冲的持续时间和边沿来编码的。主机通过改变信号线的电平来控制传输，而从机则根据时钟边沿读取和响应数据。 1-wire单总线是一种高效、经济且灵活的通信方案，尤其适合于资源有限的环境。其独特的设计使得它能够在各种应用中，如传感器网络、智能仪表和嵌入式系统中得到广泛应用。然而，正确理解和掌握其工作原理及操作流程是实现可靠通信的基础。