基于1-WireTM技術的單片機單線通信的實現

在構成一個較大規模的單片機應用系統中，不可避免地要采用多機系統，經常涉及到系統間的信息交換。在通信速率要求不高的情況下，我們希望進行通信的雙方占用盡可能少的端口連線。美國Dallas公司生產的單線數字溫度傳感器 DS1820僅用1根口線進行信息交換，該技術可以很方便地應用到單片機系統間的通信上來。

1　發送和接收

單線通信的數據交換僅在1根總線上完成，對主機和從機必須有嚴格的時序要求，可以借助“時隙”傳輸來實現數據的發送與接收。

如圖1（a），主機向從機發送一位信息時，先由主機將總線由高（“1”）拉低（“0”）1～15μs，然后根據發送的信息是“1”還是“0”，置總線為相應的邏輯“1”或“0”，持續時間大于45～60μs后釋放總線。從機檢測到總線由高變低后，在15～60μs的時間窗內采樣總線，若為高，則收到 “1”，否則收到“0”。主機發送一位的總時間要求大于60μs，以便為最壞情況提供足夠的時間裕量。

當主機需要接收數據時，采用如圖1（b）的時隙，先由主機將總線拉低1～15μs，然后釋放。從機檢測到總線由高變低后置總線為邏輯“1”或“0”，持續時間不少于15μs。主機在釋放總線的15μs時間內采樣總線，以接收從機發送的“1”或“0”，同樣，要求接收

一位的總時間不少于60μs。

由此可見，主機和從機進行單線通信，總是由主機發起的，即將總線由高拉低，除非被主機請求，否則從機無法主動發送數據。除了主機外，從機之間也無法進行通信。

2　復　位

進行通信前需要進行總線復位，可以采用如圖2的時隙來實現。先由主機保持總線480～960μs的低電線為“0”，持續時間為60～240μs。主機在釋放總線后檢測從機發出的應答信號，如果檢測到總線為“0”，則表示從機存在并有應答，主機就可以通過產生接收或發送時隙來控制信息傳輸。若總線上沒有從機應答或從機不存在，則主機會收到“1”。

3　通信流程

實現掛接在單總線上各子系統的通信，需要分配給每個系統惟一的軟件地址，當某一個系統需要信息交換時將主動發送復位信號扮演主機角色，各從機偵聽到來自總線上的復位信號后先進行地址匹配，一旦握手成功，主從機間就可以進行數據傳輸。設從機軟件地址為8位，采用如表1所示的協議字，實現通信的流程如圖3 所示。