確定多從機(jī)1-Wire網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時(shí)間

設(shè)計(jì)1-Wire網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常需要考慮的一個(gè)問(wèn)題就是確定適當(dāng)?shù)幕謴?fù)時(shí)間，以確保為寄生供電的1-Wire從器件提供足夠的電能。本文分析了確定對(duì)供電有嚴(yán)格要求事件所需的1-Wire協(xié)議，并提供了不同1-Wire從機(jī)數(shù)、不同工作電壓以及溫度條件下的恢復(fù)時(shí)間計(jì)算方法。

引言

本應(yīng)用筆記適用于典型的1-Wire網(wǎng)絡(luò)，該1-Wire網(wǎng)絡(luò)由帶上拉電阻的1-Wire驅(qū)動(dòng)器(主控制器)和1個(gè)或多個(gè)1-Wire從機(jī)器件組成，如圖1所示。大多數(shù)1-Wire器件都是寄生供電，這就意味著1-Wire總線同時(shí)作為電源線和雙向數(shù)據(jù)線。1-Wire協(xié)議規(guī)定無(wú)通信時(shí)進(jìn)入空閑狀況，1-Wire從器件恰好能從總線獲取電源。限制1-Wire從器件可用電源數(shù)目的臨界參數(shù)是恢復(fù)時(shí)間tREC。產(chǎn)品數(shù)據(jù)資料中規(guī)定了tREC的大小，并給出了只在單從機(jī)1-Wire網(wǎng)絡(luò)中有效的讀/寫波形。

圖1. 1-Wire網(wǎng)絡(luò)典型框圖

圖2. 啟動(dòng)過(guò)程的時(shí)序圖：復(fù)位和應(yīng)答脈沖

影響參數(shù)
在分析供電時(shí)的恢復(fù)時(shí)間時(shí)，需考慮幾個(gè)主要參數(shù)和次要參數(shù)。這些參數(shù)如下：

主要參數(shù)

我們先從數(shù)據(jù)資料給出的條件開(kāi)始分析：一個(gè)帶2.2k上拉電阻器(上拉至2.8V)的驅(qū)動(dòng)器、最壞情況下的溫度，總線上有單個(gè)1-Wire從機(jī)器件，以及可忽略的電纜電容。本文以1-Wire從機(jī)器件的個(gè)數(shù)為主要參數(shù)，并提供不同工作電壓、速率以及溫度下恢復(fù)時(shí)間的值。如果1-Wire驅(qū)動(dòng)器和從機(jī)之間的電纜非常重要，那么在計(jì)算中每15米長(zhǎng)的電纜就可等效成一個(gè)附加的從機(jī)器件。

這里得出的結(jié)果適合典型的1-Wire從機(jī)器件，可以實(shí)現(xiàn)ROM功能、通用寄存器讀功能以及SRAM寫功能。寫EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換以及SHA-1計(jì)算有特定的供電要求(如強(qiáng)上拉)，具體依器件而定，這不影響該計(jì)算方法的有效性。就ROM功能和存儲(chǔ)器讀操作而言，1-Wire EPROM器件也被視為典型器件；為了實(shí)現(xiàn)編程目的，只允許在網(wǎng)絡(luò)上掛接單個(gè)EPROM器件。

結(jié)果矩陣

用線性公式：tREC = a * N + b，計(jì)算恢復(fù)時(shí)間的大小。假設(shè)所有從機(jī)器件并聯(lián)在1-Wire線路和接地基準(zhǔn)之間，則N表示網(wǎng)絡(luò)中寄生供電的從機(jī)器件數(shù)。由VCC引腳供電的1-Wire從機(jī)器件不會(huì)明顯給1-Wire總線加載；它們應(yīng)計(jì)為器件的1/10。斜率'a'隨溫度、工作(上拉)電壓以及1-Wire速率變化而變化。本文中讓失調(diào)量'b'僅隨速率變化就足夠了。表1所列是含有斜率和失調(diào)量的公式。通過(guò)手動(dòng)曲線擬合產(chǎn)生數(shù)字值；則結(jié)果近似與基于科學(xué)模型通過(guò)迭代法得到的結(jié)果吻合。N = 1時(shí)，該結(jié)果矩陣不能產(chǎn)生與器件數(shù)據(jù)資料中一樣的數(shù)據(jù)。這一數(shù)值差異是曲線擬合的偏差，不應(yīng)被視為與規(guī)范要求沖突。