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基于1-Wire双向电平转换器(1.8V至5V)设计方法

作者:时间:2011-12-06来源:网络收藏

人员要求主机IO采用漏极开路架构,工作在。而多数从器件无法工作在。本应用笔记介绍了实现 主机与 1-Wire从器件之间转换的参考(RD)。该参考用于驱动典型的1-Wire从器件,利用MAX3394E实现转换。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/178286.htm

引言
FPGA、微处理器、DS2482-100和DS2480B是常见的1-Wire主机器件。1-Wire/iButton®从器件由Maxim生产,该系列器件的典型工作电压为2.8V至5.2。过去,传统的1-Wire主机和从器件均采用漏极开路逻辑。

现在,设计人员需要1-Wire主机IO提供1.8V的漏极开路逻辑。而大部分1-Wire从器件可以安全地工作在5V,它们中的绝大多数无法工作在1.8V。需要一个电平克服这种限制。本参考设计(RD)采用Maxim®的MAX3394E电平,用于解决这类应用中的问题。

电平
MAX3394E电平采用8引脚、3mm x 3mm TDFN封装。借助其内部摆率增强电路,可理想用于大电容负载驱动。1-Wire从器件电容负载通常大于500pF。MAX3394E的VCC I/O引脚具有±15kV HBM (人体模式)静电保护,为1-Wire主机提供保护。1-Wire总线通常用于连接外部世界,HBM保护是基本需求。推荐在上拉电阻(R3)、可选择的强上拉电路以及1-Wire从器件处使用DS9503P以增强ESD保护。

应用电路
图1所示电路利用MAX3394E实现1.8V至5V双向电平转换,系统采用漏极开路端口。

图1. 1-Wire双向电平(1.8V至5V)转换器电路原理图,注意,引脚I/O VL和I/O VCC具有10kΩ内部上拉。
图1. 1-Wire双向电平(1.8V至5V)转换器电路原理图,注意,引脚I/O VL和I/O VCC具有10kΩ内部上拉。

该参考设计的BOM (材料清单)如表1所示。

表1. 材料清单

ItemQuantityReferencePartManufacturerPart Number
11C11.0µF 0402PanasonicECJ-0EB0J105M
22C2, C30.1µF 0201PanasonicECJ-ZEB0J104K
31Q1BSS84-7-FDiodes, Inc/ZetexBSS84-7-F
41R133Ω 0201PanasonicERJ-1GEJ330C
51R210kΩ 0402PanasonicERJ-2RKF1002X
61R31kΩ 0402PanasonicERJ-2RKF1001X
71R42.2kΩ 0402PanasonicERJ-2RKF2201X
82CH1, CH2TEST POINTN/AN/A
91U1MAX3394EMaximMAX3394EETA+
波形测量/测试结果
图2至图5是对评估电路板进行测试得到的结果。

测试条件为:

VL = 1.8V
VCC = 5.0V
CH1:1-Wire主机(OW_MASTER)
CH2:DS1920 (OW_SLAVE)
OW_SLAVE线长:2.4米,最大值。
测试时没有使用图1中可选择的强上拉电路。
仅在室温下测量。

图2. 从1-Wire复位波形可以看出MAX3394E的性能,在线应答脉冲幅度不超过250mV,低于典型1-Wire主机VIL的0.4V最大电压。

图2. 从1-Wire复位波形可以看出MAX3394E的性能,在线应答脉冲幅度不超过250mV,低于典型1-Wire主机VIL的0.4V最大电压。

图3. 1-Wire写操作波形,写“1”时隙,tLOW1  15µs。

图3. 1-Wire写操作波形,写“1”时隙,tLOW1 15µs。


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