1-draads



Alle kennis die de mens in de loop der eeuwen over 1-draads heeft vergaard, is nu op het internet beschikbaar, en wij hebben die voor u op een zo toegankelijk mogelijke manier gebundeld en geordend. Wij willen dat u snel en efficiënt toegang krijgt tot alles wat u over 1-draads wilt weten; dat uw ervaring plezierig is en dat u het gevoel hebt dat u echt de informatie over 1-draads hebt gevonden waarnaar u op zoek was.

Om onze doelstellingen te bereiken hebben wij ons niet alleen ingespannen om de meest actuele, begrijpelijke en waarheidsgetrouwe informatie over 1-draads te verkrijgen, maar wij hebben er ook voor gezorgd dat het ontwerp, de leesbaarheid, de laadsnelheid en de bruikbaarheid van de pagina zo aangenaam mogelijk zijn, zodat u zich kunt concentreren op het wezenlijke, het kennen van alle beschikbare gegevens en informatie over 1-draads, zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over iets anders, wij hebben het al voor u geregeld. Wij hopen dat wij ons doel hebben bereikt en dat u de informatie heeft gevonden die u zocht over 1-draads. We heten u dus van harte welkom en moedigen u aan om te blijven genieten van de ervaring van het gebruik van scientianl.com .

1-Wire een inrichting communicatiesysteem bussysteem gemaakt door Dallas Semiconductor Corp. dat lage snelheid (16,3 kbit / s) data, signalering en stroom levert via een enkele geleider .

1-Wire is qua concept vergelijkbaar met I²C , maar met lagere datasnelheden en een groter bereik. Het wordt meestal gebruikt om te communiceren met kleine goedkope apparaten zoals digitale thermometers en weerinstrumenten. Een netwerk van 1-Wire-apparaten met een bijbehorend masterapparaat wordt een MicroLAN genoemd . Het protocol wordt ook gebruikt in kleine elektronische sleutels die bekend staan als een Dallas-sleutel of iButton .

Een onderscheidend kenmerk van de bus is de mogelijkheid om slechts twee draden te gebruiken - data en aarde. Om dit te bereiken, bevatten 1-Wire-apparaten een 800 pF- condensator om lading op te slaan en het apparaat van stroom te voorzien tijdens perioden waarin de datalijn actief is.  

Gebruiksvoorbeeld

1-Wire-apparaten zijn verkrijgbaar in verschillende pakketten: geïntegreerde schakelingen , een TO-92- achtige transistor en een draagbare vorm die een iButton- of Dallas-sleutel wordt genoemd, een klein roestvrijstalen pakket dat lijkt op een horlogebatterij . Fabrikanten produceren ook apparaten die complexer zijn dan een enkele component die de 1-Wire-bus gebruiken om te communiceren.

1-Wire apparaten kunnen op verschillende plaatsen in een systeem passen. Het kan een van de vele componenten op een printplaat in een product zijn. Het kan ook een enkele component in een apparaat zijn, zoals een temperatuursonde. Het kan worden aangesloten op een apparaat dat wordt gecontroleerd. Sommige laboratoriumsystemen worden aangesloten op 1-Wire-apparaten met behulp van kabels met modulaire connectoren of CAT-5- kabel. In dergelijke systemen zijn RJ11 (6P2C of 6P4C modulaire stekkers , die vaak worden gebruikt voor telefoons) populair.

Systemen van sensoren en actuatoren kunnen worden gebouwd door veel 1-Wire-componenten aan elkaar te bedraden. Elke 1-Wire-component bevat alle logica die nodig is om op de 1-Wire-bus te werken. Voorbeelden zijn temperatuurloggers , timers, spannings- en stroomsensoren, batterijmonitors en geheugen . Deze kunnen via een busconverter op een pc worden aangesloten. USB- , RS-232 seriële en parallelle poortinterfaces zijn populaire oplossingen voor het aansluiten van een MicroLan op de host-pc. 1-Wire-apparaten kunnen ook rechtstreeks worden aangesloten op microcontrollers van verschillende leveranciers.

iButtons zijn verbonden met 1-Wire bussystemen door middel van stopcontacten met contacten die het "deksel" en "bodem" van de bus raken. Als alternatief kan de verbinding semi-permanent zijn met een socket waarin de iButton vastklikt, maar waaruit hij gemakkelijk kan worden verwijderd.

Elke 1-Wire-chip heeft een unieke identificatiecode. Deze functie maakt de chips, vooral iButtons, geschikte elektronische sleutels. Enkele toepassingen zijn sloten, inbraakalarmen, computersystemen, door de fabrikant goedgekeurde accessoires en tijdklokken. iButtons zijn gebruikt als Akbil smart tickets voor het openbaar vervoer in Istanbul .

Voedingen

Voedingen, beeldschermen en Mac-laptops met Apple MagSafe- en MagSafe 2-connector gebruiken het 1-Wire-protocol voor het verzenden en ontvangen van gegevens van en naar de aangesloten Mac-laptop, via de middelste pin van de connector. Gegevens omvatten het model van de voeding, wattage en serienummer; en laptopcommando's om vol vermogen te sturen en de rode of groene lichtgevende diodes in de connector te verlichten .

Originele Dell -laptopvoedingen gebruiken het 1-draads protocol om via de derde draad gegevens over stroom-, stroom- en spanningswaarden naar de laptopcomputer te sturen . De laptop weigert dan het opladen als de adapter niet aan de eisen voldoet.

Communicatie protocol

In elke MicroLan is er altijd één master die de algehele leiding heeft, wat een personal computer of een microcontroller kan zijn . De master initieert activiteit op de bus, wat het vermijden van botsingen op de bus vereenvoudigt. In de mastersoftware zijn protocollen ingebouwd om botsingen te detecteren. Na een botsing probeert de master de vereiste communicatie opnieuw.

Een 1-Wire-netwerk is een enkele open drain- draad met een enkele pull-up-weerstand . De pull-up weerstand trekt de draad tot 3 of 5 volt. Het master-apparaat en alle slaves hebben elk een enkele open-drain-verbinding om de draad aan te drijven, en een manier om de toestand van de draad te detecteren. Ondanks de naam "1-Wire" moeten alle apparaten ook een tweede draad hebben, een aardverbinding om een retourstroom door de datadraad te laten vloeien. Communicatie vindt plaats wanneer een master of slave de bus kort naar beneden trekt, dwz de pull-up-weerstand verbindt met aarde via zijn uitgangs-MOSFET. De datakabel is hoog bij inactiviteit en kan dus ook een beperkt aantal slave-apparaten van stroom voorzien. Gegevenssnelheden van 16,3 kbit/s kunnen worden bereikt. Er is ook een overdrive-modus die de communicatie met een factor 10 versnelt.

Een korte 1-draads bus kan worden aangestuurd vanaf een enkele digitale I/O-pin op een microcontroller. Een universele asynchrone ontvanger-zender (UART) kan ook worden gebruikt. Er zijn specifieke 1-Wire driver- en bridge- chips beschikbaar. Universal Serial Bus "bridge"-chips zijn ook beschikbaar. Brugchips zijn vooral handig om kabels langer dan 100 m aan te drijven. Tot 300 meter getwiste paren , dwz telefoonkabels, zijn door de fabrikant getest. Deze extreme lengtes vereisen aanpassingen van de optrekweerstanden van 5 tot 1 k .

De master start een overbrenging met een reset -puls, die de draad naar 0 volt ten minste 480 trekt  ps . Hiermee wordt elk slave-apparaat op de bus gereset. Daarna geeft elk slave-apparaat, indien aanwezig, aan dat het bestaat met een "aanwezigheids"-puls: het houdt de bus minimaal 60 µs laag nadat de master de bus vrijgeeft.

Om een binair getal "1" te verzenden , zendt de busmaster een zeer korte ( 1-15 µs ) lage puls. Om een binair getal "0" te verzenden, zendt de master een lage puls van 60 µs. De dalende (negatieve) flank van de puls wordt gebruikt om een monostabiele multivibrator in het slave-apparaat te starten . De multivibrator in de slave leest de datalijn ongeveer 30 µs na de dalende flank. De interne timer van de slave is een goedkope analoge timer. Het heeft analoge toleranties die de nauwkeurigheid van de timing beïnvloeden. Daarom wordt berekend dat de pulsen binnen de marges liggen. Daarom moeten de "0"-pulsen 60 µs lang zijn en de "1"-pulsen niet langer dan 15 µs.

Bij het ontvangen van gegevens stuurt de master een puls van 1-15 µs 0 volt om elke bit te starten. Als de zendende slave-eenheid een "1" wil verzenden, doet deze niets en gaat de bus naar de opgetrokken spanning. Als de zendende slave een "0" wil sturen, trekt hij de datalijn 60 µs naar aarde .

De basisvolgorde is een resetpuls gevolgd door een 8-bits commando, waarna gegevens in groepen van 8 bits worden verzonden of ontvangen.

Wanneer een reeks gegevens wordt overgedragen, kunnen fouten worden gedetecteerd met een 8-bits CRC (zwakke gegevensbescherming).

Veel apparaten kunnen dezelfde bus delen. Elk apparaat op de bus heeft een 64-bits serienummer, waarvan 8 bits worden gebruikt als controlesom, waardoor een "universum" van 2 56 (meer dan 7,2 × 10 16 ) unieke apparaatidentiteiten mogelijk is. De minst significante byte van het serienummer is een 8-bits getal dat het type apparaat aangeeft. De belangrijkste byte is een standaard (voor de 1-Wire bus) 8-bit CRC.

Er zijn verschillende standaard broadcast-commando's, evenals commando's die worden gebruikt om een bepaald apparaat aan te spreken. De master kan een selectiecommando sturen en vervolgens het adres van een bepaald apparaat. Het volgende commando wordt alleen uitgevoerd door het geadresseerde apparaat.

Het 1-Wire bus-enumeratieprotocol is, net als andere singulatieprotocollen , een algoritme dat de master gebruikt om het adres van elk apparaat op de bus te lezen. Aangezien het adres het apparaattype en een CRC bevat, levert het herstellen van de lijst met adressen ook een betrouwbare inventaris op van de apparaten op de bus. Om de apparaten te vinden, zendt de master een opsommingscommando uit en vervolgens een adres, "luisterend" na elk bit van een adres. Als het adres van een slave overeenkomt met alle adresbits die tot nu toe zijn verzonden, wordt een 0 geretourneerd. De master gebruikt dit eenvoudige gedrag om systematisch naar geldige reeksen adresbits te zoeken. Het proces is veel sneller dan een brute force-zoekopdracht van alle mogelijke 56-bits getallen, want zodra een ongeldige bit wordt gedetecteerd, is bekend dat alle volgende adresbits ongeldig zijn. De 56-bits adresruimte wordt doorzocht als een binaire boom, waardoor maximaal 75 apparaten per seconde kunnen worden gevonden. De volgorde waarin apparaatadressen worden ontdekt door dit opsommingsprotocol is bepalend en hangt alleen af van het apparaattype en het serienummer. Het omkeren van deze 56 bits levert de ontdekkingsvolgorde op voor apparaten die gebruikmaken van Maxim's gepubliceerde algoritme (algoritme gedefinieerd in Application Note 187). Het zoekalgoritme kan in een alternatieve vorm worden geïmplementeerd, waarbij aanvankelijk paden worden gezocht met adresbits gelijk aan 1, in plaats van 0. In dit geval levert het inverteren van de 56 adresbits en het omkeren ervan de volgorde van ontdekking op.

De locatie van apparaten op de bus is soms aanzienlijk. Voor deze situaties kan een microcontroller meerdere pinnen gebruiken, of heeft de fabrikant een 1-Wire apparaat dat de bus kan uitschakelen of doorgeven. Software kan dus verkennen sequentiële bus domeinen .

Voorbeeldcommunicatie met een apparaat

De volgende signalen werden gegenereerd door een FPGA , die de master was voor de communicatie met een DS2432 ( EEPROM ) chip, en gemeten met een logic analyzer. Een logisch hoog niveau op de 1-draads uitgang, betekent dat de uitgang van de FPGA in tri-state modus is en dat het 1-draads apparaat de bus laag kan trekken. Een laag betekent dat de FPGA de bus naar beneden trekt. De 1-Wire ingang is het gemeten bussignaal. Als de bemonsteringstijd hoog is, bemonstert de FPGA de invoer voor het detecteren van de apparaatrespons en het ontvangen van bits.

1-Wire-Protocol.png

Ontwikkelingshulpmiddelen

Bij het ontwikkelen en/of oplossen van problemen met de 1-Wire bus kan het onderzoeken van hardwaresignalen erg belangrijk zijn. Logische analysatoren en busanalysatoren zijn hulpmiddelen die signalen verzamelen, analyseren, decoderen en opslaan om het bekijken van de snelle golfvormen te vereenvoudigen.

Zie ook

Referenties

Externe links

Opiniones de nuestros usuarios

Lisette Otten

Ik vind de site leuk, en het artikel over 1-draads is het artikel dat ik zocht

Barbara Timmerman

Eindelijk een artikel over 1-draads dat makkelijk te lezen is., Bedankt voor deze post over 1-draads

Patrick Peeters

Goed artikel over 1-draads