1-wire协议

1-wire协议

　　 作为一种单主机多从机的总线系统，在一条1-Wire总线上可挂接的从器件数量几乎不受限制。为了不逻辑上的冲突，所有从器件的1-Wire总线接口都是漏极开路的，因此在使用时必须对总线外加上拉电阻（一般取5kΩ 左右）。主机对1-Wire总线的基本操作分为复位、读和写三种，其中所有的读写操作均为低位在前高位在后。复位、读和写是1-Wire总线通信的基础，下面通过具体程序详细介绍这3种操作的时序要求。（程序中DQ代表1-Wire总线，定义为P1.0，uchar定义为unsigned char）

　　1-Wire总线的复位

　　复位是1-Wire总线通信中最为重要的一种操作，在每次总线通信之前主机必须首先发送复位信号。如程序1.1所示，产生复位信号时主机首先将总线拉低480～960μs然后释放，由于上拉电阻的存在，此时总线变为高电平。1-Wire总线器件在接收到有效跳变的15～60μs内会将总线拉低60～240μs，在此期间主机可以通过对DQ采样来判断是否有从器件挂接在当前总线上。函数Reset（）的返回值为0表示有器件挂接在总线上，返回值为1表示没有器件挂接在总线上。
　　程序1.1 总线复位

　　uchar Reset(void)
　　{
　　 uchar tdq;
　　 DQ=0; //主机拉低总线
　　 delay480μs(); //等待480μs
　　 DQ=1; //主机释放总线
　　 delay60μs(); //等待60μs
　　 tdq=DQ; //主机对总线采样
　　 delay480μs(); //等待复位结束
　　 return tdq; //返回采样值
　　}

　　1-Wire总线的写操作

　　由于只有一条I/O线，主机1-Wire总线的写操作只能逐位进行，连续写8次即可写入总线一个字节。如程序1.2所示，当MCS-51单片机的时钟频率为12MHz时，程序中的语句_nop_();可以产生 1μs的延时，调用此函数时需包含头文件“intrins.h”。向1-Wire总线写1bit至少需要60μs，同时还要保证两次连续的写操作有1μs 以上的间隔。若待写位wbit为0则主机拉低总线60μs然后释放，写0操作完成。若待写位wbit为1，则主机拉低总线并在1～15μs内释放，然后等待60μs，写1操作完成。

　　程序1.2 向总线写1bit
　　void Writebit(uchar wbit)
　　{
　　 _nop_();
　　 //保证两次写操作间隔1μs以上
　　 DQ=0;
　　 _nop_();
　　 //保证主机拉低总线1μs以上
　　 if(wbit)
　　 {
　　 //向总线写1
　　 DQ=1;
　　 delay60μs();
　　 }
　　 else
　　 {
　　 //向总线写0
　　 delay60μs();
　　 DQ=0;
　　 }
　　}

　　1-Wire总线的读操作

　　与写操作类似，主机对1-Wire总线的读操作也只能逐位进行，连续读8次，即可读入主机一个字节。从1-Wire总线读取1bit同样至少需要60μs，同时也要保证两次连续的读操作间隔1μs以上。如程序 1.3所示，从总线读数据时，主机首先拉低总线1μs以上然后释放，在释放总线后的1～15μs内主机对总线的采样值即为读取到的数据。
　　程序1.3 从总线读1bit

　　uchar Readbit()
　　{
　　 uchar tdq;
　　 _nop_();
　　 //保证两次连续写操作间隔1μs以上
　　 DQ=0;
　　 _nop_();
　　 //保证拉低总线的时间不少于1μs
　　 DQ=1;
　　 _nop_();
　　 tdq=DQ;
　　 //主机对总线采样
　　 delay60μs();
　　 //等待读操作结束
　　 return tdq;
　　 //返回读取到的数据
　　}

　　1-Wire总线ROM功能命令

　　在DS18B20内部光刻了一个长度为64bit的ROM编码，这个编码是器件的身份识别标志。当总线上挂接着多个DS18B20时可以通过ROM编码对特定器件进行操作。ROM功能命令是针对器件的ROM编码进行操作的命令，共有5个，长度均为8bit（1Byte）。

　　①读ROM(33H)

　　当挂接在总线上的1-Wire总线器件接收到此命令时，会在主机读操作的配合下将自身的ROM编码按由低位到高位的顺序依次发送给主机。总线上挂接有多个DS18B20时，此命令会使所有器件同时向主机传送自身的ROM编码，这将导致数据的冲突。

　　②匹配ROM(55H)

　　主机在发送完此命令后，必须紧接着发送一个64bit的ROM编码，与此ROM编码匹配的从器件会响应主机的后续命令，而其他从器件则处于等待状态。该命令主要用于选择总线上的特定器件进行访问。

　　③跳过ROM(CCH)

　　发送此命令后，主机不必提供ROM编码即可对从器件进行访问。与读ROM命令类似，该命令同样只适用于单节点的1-Wire总线系统，当总线上有多个器件挂接时会引起数据的冲突。

　　④查找ROM(F0H)

　　当主机不知道总线上器件的ROM编码时，可以使用此命令并配合特定的算法查找出总线上从器件的数量和各个从器件的ROM编码。

　　⑤报警查找(ECH)

　　此命令用于查找总线上满足报警条件的DS18B20，通过报警查找命令并配合特定的查找算法，可以查找出总线上满足报警条件的器件数目和各个器件的ROM编码。