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          如何將1-Wire主機(jī)復(fù)用到多個通道

          作者:Stewart Merkel,應(yīng)用工程師 時間:2023-08-11 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

          摘要

          具有許多1-Wire節(jié)點(diǎn)的1-Wire?網(wǎng)絡(luò)可能需要專用1-Wire通道。本文討論了一種在網(wǎng)絡(luò)中只使用一個1-Wire主機(jī)而擁有多個1-Wire通道的方法。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202308/449535.htm

           

          簡介

          1-Wire網(wǎng)絡(luò)最初設(shè)計(jì)用于與單條1-Wire總線上的單個1-Wire主機(jī)和多個1-Wire節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。對于1-Wire網(wǎng)絡(luò),理想的拓?fù)涫前恢匾种Ь€的線性拓?fù)洹H欢?,包含長分支線的星形拓?fù)涑3J遣豢杀苊獾模瑢?dǎo)致確定有效限制的難度加大。解決這些難題的一種方法是利用模擬多路復(fù)用器(mux)將星形拓?fù)浞纸獬稍S多通道。使用多個通道的優(yōu)點(diǎn)包括:加快各個1-Wire節(jié)點(diǎn)的接入時間,提高網(wǎng)絡(luò)的魯棒性,以及在不同通道上混用僅過驅(qū)節(jié)點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)/過驅(qū)節(jié)點(diǎn)。獲得這些優(yōu)點(diǎn)的同時,仍然只使用了一個1-Wire主機(jī)。

           

          布置

          1-Wire網(wǎng)絡(luò)配置為具有多個通道時,通常采用的辦法是將公司的1-Wire主機(jī)連接到模擬多路復(fù)用器的公共信號。多路復(fù)用器具有數(shù)字通道選擇信號,可將1-Wire公共信號連接到所需的I/O,后者包含1-Wire節(jié)點(diǎn)器件的一個通道。這種布置可以超越單條1-Wire總線的限制,讓更多1-Wire節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)。這是因?yàn)樗朔种Ь€,并且減少了由1-Wire主機(jī)驅(qū)動的每通道1-Wire節(jié)點(diǎn)數(shù)。

           

          檢驗(yàn)

          1所示為3.3 V系統(tǒng),其使用DS2485 1-Wire主機(jī)。微控制器同時控制DS2485和要選擇的多路復(fù)用器通道。在一個1-Wire網(wǎng)絡(luò)中,所用多路復(fù)用器能夠處理軌到軌模擬信號至關(guān)重要,否則可能發(fā)生信號失真,并違反1-Wire節(jié)點(diǎn)的VPUP參數(shù)要求。多路復(fù)用器RON參數(shù)也必須盡可能小,以避免改變DS2485有源上拉阻抗(RAPU)。如果不考慮這一點(diǎn),則在強(qiáng)上拉事件期間,1-Wire節(jié)點(diǎn)可能無法接收到工作所需的電流。

          image.png

          1.典型應(yīng)用電路。

           

          多路復(fù)用器(U2)可以具有外部后置上拉電阻(RP4RP5),以便在開關(guān)斷開時為空閑的1-Wire節(jié)點(diǎn)供電。如果不這樣做,則每次通道開關(guān)接通時,微控制器必須等待該通道上所連節(jié)點(diǎn)的最大喚醒時間(通常為2 ms),然后才能開始通信。然而,當(dāng)在每個通道上使用外部上拉電阻時,在1-Wire主機(jī)引起的下拉事件期間,考慮多路復(fù)用器的RON參數(shù)的影響很重要。通過選擇較小RON從而避免違反1-Wire節(jié)點(diǎn)的最高1-Wire輸入低電平(VIL)參數(shù)要求,任何影響都可忽略不計(jì)。因此,對于給定的多路復(fù)用器后置上拉電阻RP和給定的多路復(fù)用器電阻RON,多路復(fù)用器后置輸出低電壓表示如下:

          image.png

           

          1.適用于1-Wire器件的模擬多路復(fù)用器選型指南

          image.png

          產(chǎn)品型號

          通道

          電源電壓(最小值)(V)

          電源電壓(最大值)
           
          (V)

          RON最大值(Ω)

          微控制器-
           
          通道選擇

          封裝

           

          MAX4634

           

          4:1

           

          1.8

           

          5.5

           

          4

           

          2   GPIO

          10引腳μMAX封裝,10引腳TDFN-EP封裝
           
          (3 mm × 3 mm)

           

          MAX4734

           

          4:1

           

          1.6

           

          3.6

           

          0.8

           

          2   GPIO

          10引腳μMAX封裝,12引腳TQFN封裝
           
          (3 mm × 3 mm)

           

          MAX4617

           

          8:1

           

          2

           

          5.5

           

          10

           

          3   GPIO

          16引腳PDIP封裝,16引腳SOIC封裝,
           
          16引腳TSSOP封裝

           

          MAX4638

           

          8:1

           

          1.8

           

          5.5

           

          3.5

           

          3   GPIO

          16引腳TQFN封裝(3   mm × 3 mm)
           
          16引腳SOIC封裝,16引腳TSSOP封裝

           

          MAX4781

           

          8:1

           

          1.8

           

          3.6

           

          1

           

          3   GPIO

          16引腳TQFN封裝(3   mm × 3 mm),
           
          16引腳TSSOP封裝

           

          MAX14661*

           

          16:1

           

          1.8

           

          3.6

           

          8

           

          I2C/SPI

          28引腳TQFN封裝(3   mm x 3 mm)

          *AB_COM_引腳提供+10 kV ESD保護(hù)(HBM)。任意16AB_引腳可以連接到任一COM_引腳。

          此外,考慮所用1-Wire主機(jī)的靈活性也很重要。公司建議任何3.3V系統(tǒng)都可以使用DS2485 1-Wire主機(jī),因?yàn)?/span>DS2485的時序、輸入觸發(fā)電平和內(nèi)部上拉電阻都是高度可調(diào)的。DS2485還可以設(shè)置為高阻抗模式,這在使用外部電阻選項(xiàng)時可能很有幫助。但是,如果系統(tǒng)需要5 V,那么次優(yōu)選擇是使用DS2484。

          最后,在本次檢驗(yàn)中,一些系統(tǒng)需要混用僅過驅(qū)和標(biāo)準(zhǔn)/過驅(qū)1-Wire節(jié)點(diǎn)器件。如果僅過驅(qū)器件和標(biāo)準(zhǔn)/過驅(qū)器件位于同一1-Wire總線上,則會出現(xiàn)通信故障。一個簡單解決方案是使用多路復(fù)用器,將僅過驅(qū)器件放置在與過驅(qū)/標(biāo)準(zhǔn)器件不同的通道上。這樣,DS2485在通道選擇之間輕松的切換到過驅(qū)動模式或標(biāo)準(zhǔn)模式,以實(shí)現(xiàn)正確的通信。

           

          模擬多路復(fù)用器選擇

          設(shè)計(jì)人員在選擇模擬多路復(fù)用器時會考慮許多要求。這些要求可以是通道數(shù)量、接口類型、成本、封裝類型和性能。表1列出了針對1-Wire應(yīng)用的推薦模擬多路復(fù)用器。所有推薦的模擬多路復(fù)用器都能處理軌到軌模擬信號,具有小RON,并提供多種封裝類型??刂扑x通道的微控制器必須具有備用GPIO引腳。如果微控制器沒有任何備用GPIO引腳,可以使用MAX14661或類似器件,并將其連接到DS2485所用的同一I2C總線。

           

          結(jié)論

          本文介紹了一種利用推薦列表中的模擬多路復(fù)用器來分解星形拓?fù)?/span>1-Wire網(wǎng)絡(luò)的方法。與任何電子元件的選擇一樣,支持系統(tǒng)應(yīng)在所有使用條件下仔細(xì)檢查所有器件規(guī)格,以確??煽窟\(yùn)行。

           

          相關(guān)器件

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          關(guān)于公司

          Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司,致力于在現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界之間架起橋梁,以實(shí)現(xiàn)智能邊緣領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新。ADI提供結(jié)合模擬、數(shù)字和軟件技術(shù)的解決方案,推動數(shù)字化工廠、汽車和數(shù)字醫(yī)療等領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展,應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn),并建立人與世界萬物的可靠互聯(lián)。ADI公司2022財(cái)年收入超過120億美元,全球員工2.4萬余人。攜手全球12.5萬家客戶,ADI助力創(chuàng)新者不斷超越一切可能。

           

          關(guān)于作者

          Stewart擔(dān)任應(yīng)用工程師已逾10年。加入ADI公司之前,StewartMaxim Integrated工作,專注于嵌入式安全、1-Wire?器件和安全/不安全電信設(shè)備。他擁有美國紐約賓厄姆頓大學(xué)電氣工程學(xué)士學(xué)位。



          關(guān)鍵詞: 1-Wire主機(jī) ADI

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