嵌入式應(yīng)用中的四類1-Wire主機電路設(shè)計
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圖2給出與圖1類似的另一種基本電路。
圖2電路的先決條件是需要兩個備用單向端口、下拉晶體管及一定的程序存儲器空間。電路的優(yōu)點是不需要雙向端口。缺點在于，1-Wire時序通過軟件產(chǎn)生，增加了前期軟件開發(fā)的時間和成本。根據(jù)應(yīng)用中1-Wire從器件和1-Wire上拉電壓，有時需要其它端口引腳提供強上拉。1-Wire總線最高工作電壓取決于雙向端口特性(最好具有5V容限)。1-Wire總線上掛接多個從器件時，RPUP值應(yīng)取低一些。此時，應(yīng)檢查VOLmax是否與1-Wire從器件和微處理器端口的輸入特性兼容。高速通信模式要求微處理器具備較高的時鐘頻率和/或較低的每指令周期時鐘數(shù)。更多信息請參閱應(yīng)用筆記3829："確定多從機1-Wire網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時間"和應(yīng)用筆記126："用軟件實現(xiàn)1-Wire通信"。應(yīng)用軟件示例見1-Wire Public Domain Kit。
圖2. 帶可選強上拉電路(虛線部分)的單向端口引腳
2類. 內(nèi)置1-Wire主機的微控制器
圖3電路與圖1非常類似，不同之處在于微控制器類型。
圖3電路的主要前提是需要一個內(nèi)置1-Wire主機的微控制器，如DS80C400、DS80C410或DS80C411，以及一定的程序存儲器空間。電路的優(yōu)點在于1-Wire時序由硬件產(chǎn)生，可以減少前期軟件開發(fā)的時間和成本。因此，整個應(yīng)用軟件可以用高級語言編寫。DS80C400系列微控制器端口帶有5V容限。缺點在于，只有高端微控制器才內(nèi)置有1-Wire主機。根據(jù)應(yīng)用中1-Wire從器件和1-Wire上拉電壓，可能需要其它端口引腳提供強上拉。1-Wire總線上有不止一個從器件時，RPUP值應(yīng)取低一些。此時，應(yīng)檢查VOLmax是否與1-Wire從器件和微處理器端口的輸入特性兼容。更多信息，請參閱應(yīng)用筆記3829："確定多從機1-Wire網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時間"、應(yīng)用筆記613："DS80C400的Keil C語言編程"、以及DS80C400數(shù)據(jù)資料。應(yīng)用軟件示例見1-Wire Public Domain Kit。
圖3. 內(nèi)置1-Wire主機的微控制器及可選的強上拉電路(虛線部分)
3類. 合成的1-Wire總線主機(ASIC/FPGA)
圖4電路與圖3非常類似。不同之處在于微控制器和1-Wire端口是內(nèi)置在ASIC或PFGA中的。
圖4電路的主前提是需要具有單片機能力的ASIC或FPGA，至少有一個空閑的雙向端口引腳，3470個未使用的門和一定的程序存儲器空間。電路的優(yōu)點在于1-Wire時序由硬件產(chǎn)生，可以減少前期軟件開發(fā)的時間和成本。因此，整個應(yīng)用軟件可以用高級語言編寫。缺點在于，并非所有ASIC或FPGA都有5V容限端口。1-Wire工作電壓取決于ASIC/FPGA的端口特性。一些2.5V FPGA有5V容限I/O端口，比3.3 FPGA理想。根據(jù)應(yīng)用中1-Wire從器件和1-Wire上拉電壓，可能需要其它端口引腳提供強上拉。1-Wire總線上掛接多個從器件時，RPUP值應(yīng)取低一些。此時，應(yīng)檢查VOLmax是否與1-Wire從器件和微處理器端口的輸入特性兼容。更多信息請參閱應(yīng)用筆記119："嵌入1-Wire主機"、應(yīng)用筆記120："利用1-Wire主機通訊"、應(yīng)用筆記145："Interfacing the Maxim 1-Wire Master (DS1WM) to an ARM7 Processor"、應(yīng)用筆記3829："確定多從機1-Wire網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時間"、以及DS1WM數(shù)據(jù)資料。欲獲取1-Wire主機Verilog/VHDL代碼，請通過提交技術(shù)支持要求。應(yīng)用軟件示例請參見應(yīng)用筆記120和145。
圖4. 帶可選強上拉電路(虛線部分)的ASIC/FPGA
4類. 串行接口協(xié)議轉(zhuǎn)換
圖5電路只需一個額外器件即可構(gòu)建一個功能齊備的1-Wire主機。
圖5電路的主要前提是需要一種控制UART的方式，例如微控制器、FPGA或PC串行端口，還需要一定的程序存儲器空間。電路的優(yōu)點在于1-Wire時序由硬件產(chǎn)生，可以減少前期軟件開發(fā)的時間和成本。因此，整個應(yīng)用軟件可以用高級語言編寫。1-Wire時序可以通過控制寄存器微調(diào)。DS2480B支持強上拉和有源上拉。嵌入式應(yīng)用不需要對1-Wire時序和有源上拉進行微調(diào)，不過，內(nèi)置的4位搜索加速器使1-Wire ROM搜索在軟件中更易實現(xiàn)。就缺點而言，DS2480B較圖1至圖4中的分立元件昂貴。DS2480B僅采用5V工作電壓。它是功能最強的單芯片1-Wire主機，適合與大量從器件通信。有源上拉持續(xù)直至超過第二個門限。DS2480B也可以編程1-Wire EPROM器件。更多信息請參閱應(yīng)用筆記192："DS2480B串行接口1-Wire線驅(qū)動器的使用" 、應(yīng)用筆記4104："DS2480B 1-Wire時序的理解及配置"、以及DS2480B數(shù)據(jù)資料。可點此處下載AN192的源代碼。
圖5. UART/RS-232接口 電機保護器相關(guān)文章:電機保護器原理
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