1-Wire扩展网络标准

引言

　　1-Wire总线是一种简单的信令协议，可通过单根电气连接进行双向通信。在1-Wire系统中，单个主机与一个或多个从器件通过一条公共数据线实现互联。Dallas Semiconductor公司于1989年制定了1-Wire标准，减少了便携数据传输模块间的连接。iButton® (16mm电池形状的模块)随之应运而生，目前全球销售量超过1.3亿。

　　1-Wire架构也适用于其它应用，如芯片标签和远距离传感器。然而，早期的1-Wire前端没有考虑到这些新型应用的噪声水平与线路特性(如线长)。若要满足这些新型应用的要求，经常需要考虑在实际应用中如何配置1-Wire网络。因此，为了满足这一系列应用的要求，Dallas开发了1-Wire扩展网络标准的新型1-Wire前端，并将其植入一些新产品中。表1列出了1-Wire器件清单，并给出了新型扩展标准支持的器件。

新型扩展标准的重要特性

　　各种噪声源所产生的噪声将导致1-Wire线路上出现信号毛刺。这些噪声可能来自网络端点或分支点的反射。噪声也可能由外部源产生，并耦合到1-Wire信号上。上升沿的噪声毛刺会导致1-Wire器件与主机失去同步。改进后的扩展网络前端可以解决上升沿存在的这一问题。

　　新型1-Wire前端主要包括三个部分：用于滤除高频噪声的低通滤波器、低电平切换至高电平时的电压滞回电路，以及上升沿延时电路。某些1-Wire器件还具有在线应答脉冲摆率控制电路。图1给出了这一系列特性的示意图。粉红色阴影部分表示1-Wire电压由低电平至高电平转换期间，器件忽略电压幅值的毛刺和瞬时毛刺。

图1. 新型1-Wire前端的特性

表1. 1-Wire器件

　　注意：新的1-Wire器件将及时添加到产品线上。列表中可能没有列出最新的器件。请参考器件数据资料中的“改善的网络性能”(Improved Network Behavior)部分，确认此器件是否带有新型扩展网络前端。

　　扩展网络标准的新特性仅适用于标准速率通信，在高速模式下无效。1-Wire前端的新增特性将影响1-Wire时序参数。这里要特别指出，新标准引入了一个EC参数t_REH，表示上升沿延时。这一延时特性延长了主机产生的读位的低电平时间t_RL。参见表2。

　　通过长线实现与1-Wire器件通信的实际经验表明，位操作之间需具有足够的恢复时间。因此，所有扩展网络器件都具有较长的恢复时间t_REC。所有器件(标准的和扩展网络的)的恢复时间都是针对1-Wire总线上只有一个器件的条件定义的。总线上挂接有多个器件时，如何确定扩展网络的恢复时间请参见应用笔记3829，确定多从机1-Wire网络的恢复时间。

　　内置在线应答脉冲摆率控制的器件还具有一个参数t_FPD，表示在线应答检测下降沿时间。虽然控制摆率可以减小长线传输所产生的反射，但对于主机检测在线应答脉冲的窗口也将产生非常大的影响。1-Wire主机的阻抗匹配无需采用摆率延时，即能有效地控制这些反射。因此，以后推出的器件将不再采用在线应答脉冲摆率控制。

表2. EC表参数的区别

结论

　　1-Wire主机能同时兼容于标准器件和扩展网络器件。使用扩展网络器件时，只需简单的延长位操作间的恢复时间以及读位启动脉冲时间t_RL。采用较长的恢复时间将降低数据吞吐率，而改变读位启动脉冲时间则不会影响吞吐率。对于采用线应答脉冲摆率控制(t_FPD)的器件所组成的网络，应仔细选择在线应答脉冲的采样点。使用不同的器件和电压，可能要限制其采样范围。