單總線技術及其應用
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信號方式
所有單總線器件要求遵循嚴格的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。1-wire協(xié)議定義了幾種信號類型：復位脈沖、答應脈沖、寫0、寫1、讀0和讀1時序。所有的單總線命令序列（初始化、ROM命令、功能命令）都是由這些基本的信號類型組成。這些信號，除了應答脈沖外都是由主機發(fā)出同步信號，并且發(fā)出的所有命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的低位在前。初始化時序包括主機發(fā)送的復位脈沖和從機發(fā)出的應答脈沖主機通過拉低單總線至少480us，以產(chǎn)生TX復位脈沖：然后主機釋放總線，并進入RX接收模式，當主機釋放總線時，總線由低電平跳變?yōu)楦唠娖綍r產(chǎn)生一上升沿，單總線器件檢測到這上升沿后，延時15~60us,接著單總線器件通過拉低總線60~240us，以產(chǎn)生應答脈沖。主機接收到從機應答脈沖后，說明有單總線器件在線，然后主機就開始對從機進行ROM命令和功能命令操作。
寫1、寫0和讀時序。在每一個時序中，總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。所有的讀寫時序至少需要60us，且每兩個獨立的時序之間至少需要1us的恢復時間。讀寫時序均起始于主機拉低總線。在寫時序中，主機拉低總線后保持至少60us的低電平則向單總線器件寫0。單總線器件又在主機發(fā)發(fā)出讀時序時才向主機傳送數(shù)據(jù)，所以當主機向單總線器件發(fā)出數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便單總線能傳輸數(shù)據(jù)。在主機發(fā)出讀時序之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送0或1，若單總線器件發(fā)送1，則保持總線高電平，若發(fā)送0，則拉低總線。單總線器件發(fā)送之后，保持有效時間，因而，主機在讀時序期間必須釋放總線，并且必須在15us之中采樣總線狀態(tài)，從而接收到從機發(fā)送的數(shù)據(jù)。
單總線器件
我們把掛在單總線上的器件稱之為單總線器件，其器件內(nèi)具有控制、收/發(fā)、儲存等電路。為了區(qū)分不同的單總線器件，產(chǎn)家生產(chǎn)單總線器件時要刻錄一個64位的二進制ROM代碼，標志著單總線器件的ID號。目前，單總線器件的主要有數(shù)字溫度傳感器（如DS18B20））；A/D轉(zhuǎn)換器（如DS2450）門禁、身份識別器（如DS1990A）；單總線控制器（如DSIWM）等等。這里介紹一種iButton形式的單總線器件，它是利用瞬間接觸進行數(shù)字通信的，這些器件應用已經(jīng)滲透到貨幣交易和高度安全的認證系統(tǒng)。IButton是采用紐扣狀不銹鋼外殼封裝的微型計算機晶片，他具有抗撞擊、抗水漬、耐腐蝕、抗磁擾、防折疊、價格便宜等特點，能交好的解決傳統(tǒng)識別器存在的不足，同時又滿足系統(tǒng)在可靠性、穩(wěn)定性方面的要求。IButton主要有三種類型，分別是Memory iButton（儲存型），Java—poweredcrptograhic iButton（加密型），Thermochron iButton(溫度型)，儲存型iButton最大可具有64K的儲存空間，可以儲存數(shù)字或相片。加密型iButton是一種微處理器和高速算法加速器，可以產(chǎn)生大量的需要加密和解密信息的數(shù)據(jù)，它運行速度非?？?，可與Internet應用相結(jié)合，并可用于遠程鑒定識別。溫度型iButton可以測量溫度變化，內(nèi)含溫度計、時鐘、熱記錄、儲存單元。
單總線器應用例子
本文介紹單總線應用例子是iButton技術在安防系統(tǒng)上的應用，該安防系統(tǒng)就是利用iButton來進行門禁識別。門禁識別部分的硬件由3部分組成：主機微控制器；從機包括iButton信息讀取頭和iButton；三為主機通過RS485進行遠程通信或MicroWeb連上Internet。 微控制器采用Microchip公司的PIC16F873芯片；API8108A 是語音芯片，用來告訴用戶系統(tǒng)信息；iButton采用DS1990A，信息讀取頭使用DS9092L。當用戶把iButton與信息讀取頭接觸，iButton標識碼進行比較判斷，若吻合，則系統(tǒng)按設定要求程序工作，否則，系統(tǒng)給出語音提示。DS1990A與主機微控制器之間的通信軟件設計流程圖如圖3所示。
與單總線器件通信都是通過初始化、寫0、寫1、讀0、讀1時序達到的。
基于單總線的iButton技術，能較好地解決了傳統(tǒng)識別器普遍存在的攜帶不便、易損壞、易受腐蝕、易受電磁干擾等不足，可應于高度安全的門禁、身份識別領域。其通信可靠簡單，很容易實現(xiàn)。因此單總線技術有著廣闊的應用前景，是值得我們關注的一個發(fā)展領域。
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