【通信协议】1-Wire 单总线

一、1-Wire相关介绍

• 1-Wire由 美国Dallas（达拉斯） 公司推出
• 采用单根信号线，既传输时钟又传输数据，而且数据传输是双向的
• 单总线的数据传输速率一般为16．3Kbit/s，最大可达142 Kbit/s，通常情况下采用100Kbit/s以下的速率传输数据
• 1-Wire线端口为漏极开路构或三态门的端口，因此一般需要加上拉电阻Rp，通常选用5K~10KΩ
• 1-Wire数据传输的次序为从最低位到最高位，与I2C不同

1.典型命令序列：

• （1）初始化：单总线上所有传输过程都需要以初始化开始
• （2）ROM命令：在主机检测到从机的应答脉冲后，就可以发出ROM命令
• （3）功能命令：每个单总线器件都有自己的专用指令，需要参照各自的数据手册

2.典型电路图：

二、1-Wire通信过程

1.初始化

• 初始化过程 = 复位脉冲 + 从机应答脉冲
  • 主机通过拉低单总线480 ~ 960 us产生复位脉冲，然后释放总线，进入接收模式。主机释放总线时，会产生低电平跳变为高电平的上升沿
  • 单总线器件检测到上升沿之后，延时15 ~ 60 us，单总线器件拉低总线60 ~ 240 us来产生应答脉冲。主机接收到从机的应答脉冲说明单总线器件就绪，初始化过程完成。

2.写操作

• 写间隙有两种，包括写0的时间隙和写1的时间隙
  • 当数据线拉低后，在15 ~ 60 us的时间窗口内对数据线进行采样。如果数据线为低电平，就是写0，如果数据线为高电平，就是写1。
  • 主机要产生一个写1时间隙，就必须把数据线拉低，在写时间隙开始后的15 us内允许数据线拉高（即在0~15us内释放总线）。主机要产生一个写0时间隙，就必须把数据线拉低并保持60 us

3.读操作

• 与写操作一样，读操作至少需要60us，在两次独立的读操作直接至少需要1us的恢复时间，所有的读操作都是由主机拉低总线并保持至少1us后，再释放总线开始
• 读操作，主机拉低总线1us，随后释放总线，若发送“1”，则保持总线为高电平；若发送“0”，则拉低总线并在该周期结束后释放总线

三、1-Wire程序（以DS18B20为例）

DS18B20功能命令

命令	命令代码
跳过ROM	CCH
启动转换	44H
读取暂存器	BEH

//DQ为 单总线IO口
//复位初始化 若返回值为0，则存在单总线设备
unsigned char DS18B20_RST(void)
{
	unsigned char Check;//检测是否存在DS18B20单总线设备
	DQ = 0；
	delay_us(480);
	DQ = 1;
	delay_us(60);
	Check = DQ; //若为0，则接收到DS18B20应答信号
	delay_us(480);
	return Check;
}

//DS18B20写一个字节
void DS18B20_Write_Byte(unsigned char data)
{
	unsigned char i = 0;
	for(i = 0;i < 8 ;i++)
	{

		DQ = 0;
		delay_us(1);
		DQ = data & 0x01;
		delay_us(60);
		data >>= 1;   
		DQ= 1;	//然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
		_nop_();_nop_();

	}
}

//DS18B20读取一个字节
unsigned char DS18B20_Read_Byte(void)
{
	unsigned char i = 0;
	unsigned char temp = 0;
	for(i = 0;i < 8;i++)
	{
		_nop_();_nop_();
		DQ = 0;
		_nop_();_nop_();
		DQ = 1;//释放总线
		_nop_();_nop_();
		temp = DQ << 7;//暂存放置在高位
		data |= temp;  //得到数据
		data >> 1;     //依次移位
		delay_us(60);
	}
}