One Wire协议解析

引言

        One Wire是一种串行扩展总线技术，由DALLAS公司推出。它采用一根信号线进行通信，既传输时钟信号又传输数据，而且能够进行双向通信。由于其节省I/O口线、资源结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点，One Wire在许多嵌入式系统中的应用越来越广泛。

 

一、One Wire总线的基本原理

        One Wire总线的工作原理是基于单线通信协议，通过信号线上的电平变化来传输二进制数据。在通信过程中，主机（如微处理器）作为主设备发送时钟信号，从机（如传感器）作为从设备根据主机的时钟信号发送数据。

One Wire总线的通信过程分为三个阶段：

1. 初始化阶段：主机发送一个复位信号，将总线上的所有设备复位。
2. 数据传输阶段：主机发送一个时钟信号，从机根据主机的时钟信号逐位发送数据。主机可以接收从机发送的数据，也可以向从机发送数据。
3. 结束阶段：主机发送一个停止信号，结束通信过程。

（1）复位和应答

 

 

 （2）读/写时序

 

二、One Wire总线的特点

1. 节省I/O口线：One Wire采用单线通信，相比传统的并行通信方式，可以节省大量的I/O口线。
2. 资源结构简单：One Wire总线不需要复杂的控制器和译码器，硬件结构简单，易于实现。
3. 成本低廉：由于One Wire总线的硬件结构简单，因此其成本相对较低。
4. 便于总线扩展和维护：One Wire总线的单线结构使得扩展和维护更加方便。

三、One Wire总线的应用

        One Wire总线因其上述优点被广泛应用于各种嵌入式系统中，如温度传感器、EEPROM、唯一序列号芯片等。其中最常用的是DS18B20温度传感器和DS2431 EEPROM芯片。DS18B20温度传感器具有测量范围广、精度高、体积小等诸多优点，被广泛应用于各种温度监测系统中。DS2431 EEPROM芯片则具有大容量、非易失性、可靠性高等优点，常用于存储系统的配置信息和参数等。

        在使用One Wire时，由于硬件条件限制，往往很少有CPU会提供硬件One Wire。因此，我们通常需要使用普通IO口翻转模拟实现One Wire。