摘要：制定于1989年的1-Wire标准经过升级后，可适应嘈杂和远距离1-Wire网络。本应用笔记阐述了新标准的改进之处，并给出了1-Wire主机如何与标准器件和新型器件协同工作。 引言 1-Wire总线是一种简单的信令协议，可通过单根电气连接进行双向通信。在1-Wire系统中，单个主机与一个或多个从器件通过一条公共数据线实现互联。Dallas Semiconductor公司于1989年制定了1-Wire标准，减少了便携数据传输模块间的连接。iButton® (16mm电池形状的模块)随之应运而生，目前全球销售量超过1.3亿。 1-Wire架构也适用于其它应用，如芯片标签和远距离传感器。然而，早期的1-Wire前端没有考虑到这些新型应用的噪声水平与线路特性(如线长)。若要满足这些新型应用的要求，经常需要考虑在实际应用中如何配置1-Wire网络。因此，为了满足这一系列应用的要求，Dallas开发了1-Wire扩展网络标准的新型1-Wire前端，并将其植入一些新产品中。表1列出了1-Wire器件清单，并给出了新型扩展标准支持的器件。 新型扩展标准的重要特性 各种噪声源所产生的噪声将导致1-Wire线路上出现信号毛刺。这些噪声可能来自网络端点或分支点的反射。(更多信息请参见应用笔记148，"长线1-Wire网络可靠设计指南")。噪声也可能由外部源产生，并耦合到1-Wire信号上。上升沿的噪声毛刺会导致1-Wire器件与主机失去同步。改进后的扩展网络前端可以解决上升沿存在的这一问题。 新型1-Wire前端主要包括三个部分：用于滤除高频噪声的低通滤波器、低电平切换至高电平时的电压滞回电路，以及上升沿延时电路。某些1-Wire器件还具有在线应答脉冲摆率控制电路。图1给出了这一系列特性的示意图。粉红色阴影部分表示1-Wire电压由低电平至高电平转换期间，器件忽略电压幅值的毛刺和瞬时毛刺。 图1. 新型1-Wire前端的特性 表1. 1-Wire器件 Device FC Description 1-Wire Extended Network Support DS1425* 02 Multikey iButton, 1152-bit secure memory   DS1427* 04 4k NV RAM memory and clock, timer, alarms   DS1820 10 Temperature and alarm trips   DS1822 22 1-Wire Econo temp sensor   DS1825 3B 1-Wire thermometer with 4-bit address   DS18B20 28 Adjustable resolution temperature   DS18S20 10 Temperature and alarm trips   DS1982 09 1k EPROM memory   DS1985 0B 16k EPROM memory   DS1986 0F 64k EPROM memory   DS1904 24 Real-Time Clock (RTC) iButton   DS1920 10 Temperature and alarm trips   DS1921G DS1921H DS1921Z 21 Thermochron temperature logger   DS1922L DS1922T DS1923 41 High-Capacity Thermochron and/or Hygrochron temperature and/or humidity dataloggers, respectively DS1961S 33 1k EEPROM memory with SHA-1 engine   DS1963L* 1A 4k NV RAM memory with write cycle counters   DS1963S 18 4k NVRAM memory and SHA-1 engine   DS1971 14 256-bit EEPROM memory and 64-bit OTP register   DS1972 2D 1k EEPROM memory DS1973 23 4k EEPROM memory   DS1977 37 Password-protected 32kB (bytes) EEPROM DS1990A DS1990R 01 1-Wire address only   DS1991* 02 Multikey iButton, 1152-bit secure memory   DS1992 08 1k NV RAM memory   DS1993 06 4k NV RAM memory   DS1994* 04 4k NV RAM memory and clock, timer, alarms   DS1995 0A 16k NV RAM memory   DS1996 0C 64k NV RAM memory   DS2401 01 1-Wire address only   DS2405 05 Single switch   DS2404* 04 4k NV RAM memory and clock, timer, alarms   DS2406 DS2407 12 1k EPROM memory, 2-channel addressable switch   DS2408 29 8-channel addressable switch DS2409* 1F Dual switch, coupler   DS2411 01 Low-voltage, unique 64-bit serial ROM number (requires VDD connection) DS2413 3A Dual-channel addressable switch DS2415 24 RTC   DS2417 27 RTC with interrupt   DS2422 41 High-capacity Thermochron/Hygrochron (temperature and humidity) datalogger DS2423* 1D 4k NV RAM memory with external counters   DS2430A* 14 256-bit EEPROM memory and 64-bit OTP register   DS2431 2D 1024-bit EEPROM memory DS2432 33 1k EEPROM memory with SHA-1 engine   DS2433 23 4k EEPROM memory   DS2436 1B 1-Wire battery ID with temperature and voltage monitor   DS2438 26 Temperature, ADC   DS2450 20 Quad ADC   DS2502 09 1k EPROM memory   DS2505 0B 16k EPROM memory   DS2506 0F 64k EPROM memory   DS2740 36 1-Wire coulomb counter (high precision)   DS2751 51 1-Wire fuel gauge for 1-cell Li+ or 3-cell NiMH   DS2760 30 Temperature, current, ADC   DS2761 2B 1-Wire Li+ monitor   DS2762 30 1-Wire battery monitor and protector   DS2780 32 Stand-alone 1-Wire fuel gauge   DS28E01 2F 1Kb Protected 1-Wire EEPROM with SHA-1 Engine DS2890* 2C Single-channel digital potentiometer   DS28E04-100 1C 4096-bit EEPROM memory, two-channel addressable switch DS28EC20 43 20KB 1-Wire EEPROM *该器件不推荐用于新的设计。 注意：新的1-Wire器件将及时添加到产品线上。列表中可能没有列出最新的器件。请参考器件数据资料中的“改善的网络性能” (Improved Network Behavior)部分，确认此器件是否带有新型扩展网络前端。 扩展网络标准的新特性仅适用于标准速率通信，在高速模式下无效。1-Wire前端的新增特性将影响1-Wire时序参数。这里要特别指出，新标准引入了一个EC参数tREH，表示上升沿延时。这一延时特性延长了主机产生的读位的低电平时间tRL。参见表2。 通过长线实现与1-Wire器件通信的实际经验表明，位操作之间需具有足够的恢复时间。因此，所有扩展网络器件都具有较长的恢复时间tREC。所有器件(标准的和扩展网络的)的恢复时间都是针对1-Wire总线上只有一个器件的条件定义的。总线上挂接有多个器件时，如何确定扩展网络的恢复时间请参见应用笔记3829，"确定多从机1-Wire网络的恢复时间"。 内置在线应答脉冲摆率控制的器件还具有一个参数tFPD，表示在线应答检测下降沿时间。虽然控制摆率可以减小长线传输所产生的反射，但对于主机检测在线应答脉冲的窗口也将产生非常大的影响。1-Wire主机的阻抗匹配无需采用摆率延时，即能有效地控制这些反射。因此，以后推出的器件将不再采用在线应答脉冲摆率控制。 表2. EC表参数的区别 Parameter Speed Min/Max Standard Extended Network* tREC Standard Min 1µs 5µs Overdrive Min 1µs 2µs tREC (before reset) Overdrive Min 1µs 5µs tREH Standard Min — Varies from 0.5µs to 0.6µs Standard Max — Varies from 2µs to 5µs Overdrive Min — Varies from 0µs to 0.6µs Overdrive Max — Varies from 0µs to 2µs tRL Standard Min 1µs 5µs *实际的tREH值请参见器件的数据资料。 结论 1-Wire主机能同时兼容于标准器件和扩展网络器件。使用扩展网络器件时，只需简单的延长位操作间的恢复时间以及读位启动脉冲时间tRL。采用较长的恢复时间将降低数据吞吐率，而改变读位启动脉冲时间则不会影响吞吐率。对于采用线应答脉冲摆率控制(tFPD)的器件所组成的网络，应仔细选择在线应答脉冲的采样点。使用不同的器件和电压，可能要限制其采样范围。 应用笔记126，"用软件实现1-Wire通信"描述了与标准器件和扩展网络器件时序兼容的简单1-Wire主机。应用笔记中给出了一个基于1-Wire从器件和网络条件(例如上升沿时间)的Excel电子数据表，用来计算各种定制参数。可下载前述的Excel电子数据表。 相关型号   APP 3925: Feb 05, 2007 DS1922L 温度记录器iButton，带有8KB数据记录存储器 完整的数据资料 (PDF, 584kB) DS1922T 温度记录器iButton，带有8KB数据记录存储器 完整的数据资料 (PDF, 584kB) DS1923 温度/湿度记录仪iButton，具有8KB数据记录存储器 完整的数据资料 (PDF, 1MB) 自动更新 需要自动接收最新发布的应用笔记吗？请订阅EE-Mail™ (English only)。 我们期待您的反馈！ 喜欢？不喜欢？有待改善？或为我们提供建议？请与我们联系 — 我们将根据您的意见或建议改善我们的工作。 网页评价或提供建议   下载，PDF格式 (44kB)  AN3925, AN 3925, APP3925, Appnote3925, Appnote 3925