基于1-WireTM技术的单片机单线通信的实现

在构成一个较大规模的单片机应用系统中，不可避免地要采用多机系统，经常涉及到系统间的信息交换。在通信速率要求不高的情况下，我们希望进行通信的双方占用尽可能少的端口连线。美国Dallas公司生产的单线数字温度传感器 DS1820仅用1根口线进行信息交换，该技术可以很方便地应用到单片机系统间的通信上来。

1　发送和接收

单线通信的数据交换仅在1根总线上完成，对主机和从机必须有严格的时序要求，可以借助“时隙”传输来实现数据的发送与接收。

如图1（a），主机向从机发送一位信息时，先由主机将总线由高（“1”）拉低（“0”）1～15μs，然后根据发送的信息是“1”还是“0”，置总线为相应的逻辑“1”或“0”，持续时间大于45～60μs后释放总线。从机检测到总线由高变低后，在15～60μs的时间窗内采样总线，若为高，则收到 “1”，否则收到“0”。主机发送一位的总时间要求大于60μs，以便为最坏情况提供足够的时间裕量。

当主机需要接收数据时，采用如图1（b）的时隙，先由主机将总线拉低1～15μs，然后释放。从机检测到总线由高变低后置总线为逻辑“1”或“0”，持续时间不少于15μs。主机在释放总线的15μs时间内采样总线，以接收从机发送的“1”或“0”，同样，要求接收

一位的总时间不少于60μs。

由此可见，主机和从机进行单线通信，总是由主机发起的，即将总线由高拉低，除非被主机请求，否则从机无法主动发送数据。除了主机外，从机之间也无法进行通信。

2　复　位

进行通信前需要进行总线复位，可以采用如图2的时隙来实现。先由主机保持总线480～960μs的低电线为“0”，持续时间为60～240μs。主机在释放总线后检测从机发出的应答信号，如果检测到总线为“0”，则表示从机存在并有应答，主机就可以通过产生接收或发送时隙来控制信息传输。若总线上没有从机应答或从机不存在，则主机会收到“1”。

3　通信流程

实现挂接在单总线上各子系统的通信，需要分配给每个系统惟一的软件地址，当某一个系统需要信息交换时将主动发送复位信号扮演主机角色，各从机侦听到来自总线上的复位信号后先进行地址匹配，一旦握手成功，主从机间就可以进行数据传输。设从机软件地址为8位，采用如表1所示的协议字，实现通信的流程如图3 所示。

4　应用举例

具体应用时，可以灵活地根据单片机端口特点进行总线配置，例如在一个采用8051单片机的应用系统中，各片8051的端口（P3．2引脚）挂接在单总线上，主机的作普通I／O口使用，从机采用边沿触发（负跳变）的中断触发方式来侦听总线上主机的复位信号以不占用　　CPU资源，进入中断服务程序后，从机的端口又作普通的I／O口用于数据通信。硬件连线如图4所示。

参考文献
　
[1]  Dalls semiconductor.DS1820 1-WireTMdigital Thermometer．Maxim Integrated Products，Inc．，2002．