Для начала рассмотрим принципиальную электрическую схему, реализующую l-Wire интерфейс. Схема соединения ведущего и ведомою устройств посредством олнопроводпой шины приведена на рис. 4.12. На том же рисунке показаны особенное!и схемной реализации выходных каскадов ведущею и ведомого устройств. Как видно из рисунка, в схеме 1-Wire интерфейса, так же как и в интерфейсе для PC шины, используются выходные каскады с открытым коллектором (стоком) и общей нагрузкой К;( для всех элементов сети. В спецификации для l-Wirc интерфейса специально оговаривается, что резистор R„ должен находиться в непосредственной близости от ведущего устройства.
Биполярный транзистор в выходном каскаде ведущего устройства показан условно. С неменьшим (а скорее большим) успехом можно применять микросхемы, у которых выходные каскады построены но КМОП технологии. Ведомые устройства обычно целиком построены на КМОП транзисторах. В режиме ожидания все выходные транзисторы закрыты. На шипе присутствует папряжение логической единицы. Информация по шипе передается при помощи отрицательных импульсов. Любое устройство, подключенное к шине, как ведущее, так и ведомое, может создавать отрицательные импульсы и тем самым передавать информацию. Однако ведомое устройство начинает процесс передачи только под управлением ведущего.
Подробнее этот процесс мы рассмотрим в следующем разделе. А пока обратите внимание на дополнительные элементы в составе ведомого устройства (см. рис. 4.12). По первых, это встроенный источник тока (обозначенный двумя пересекающимися окружностями). Этот источник создает внутреннюю утечку на входе 1-Wire интерфейса. Смысл этой утечки — создать нулевой уровень сигнала на внутренних элементах ведомою устройства при его отключении от шины 1-Wire. Когда соединение будет восстановлено, внутренняя логика ведомой микросхемы обнаруживает перепал напряжения с нуля на единицу. Сразу после получения такого cm нала ведомая микросхема должна выдать на шину 1-Wire сигнал присутств» Каким образом выдастся этот сигнал, мы увидим чуть позже. Обнаружив сигнал присутствия на линии связи, ведущее устройства может провести процедуру обнаружения новых устройств. Таким образом, шина 1-Wire позволяет легко подключать и от ключа различные устройства, не нарушая при этом их работу.
Еще один дополнительный элемент, который присутствует толко в схеме интерфейса ведомого устройства — это цепь паразитного питания. Эта цепь состоит из накопительною конденсатор (СМЛК), токоограничивающего резистора (Rогр) и выпрямительного диода (DBып)- Все эти элементы используются в режиме паразитного питания. Каждая микросхема, рассчитанная на работу с 1-Wire интерфейсом, имеет два режима питания. Первый режим — обычный. В этом режиме питание полается на специальный вывод микросхемы. Такой вывод обычно имеется у всех микросхем, кроме микросхем серии iButton.
Независимо от наличия вывода питания любая микросхема может питаться непосредственно от информационной шины. Эгот способ получения электроэнергии называется «паразитным питанием». В процессе работы на шине всегда присутствует импульсный сигнал. В те моменты, когда напряжение на шине равно единице, выпрямительный диод открывается и накопительный конденсатор заряжается через токоограничивающий резистор. Емкость конденсатора невелика (примерно 800 иФ). Однако и ток потребления КМОП микросхемы тоже очень мал. Поэтому заряда конденсатора хватает для обеспечения питания микросхемы в промежутках между импульсами.
Однако режим паразитного питания применим далеко не во всех случаях. Некоторые операции невозможно выполнить при сверхмалом потреблении энергии. Например, процесс преобразования температуры в код требует полноценного, а не паразитного ни тания. На этот случай 1-Wire протокол предусматривает третий, специальный режим питания. Такой режим питания используется только совместно с режимом паразитного питания. Основная идея — подавать полноценное питание на ту же самую шину, по которой передастся информация в те моменты времени, когда ведомая микросхема выполняет особо энергоемкие операции. При этом, пока на шине присутствует полноценное питание, передача информации невозможна. Подробнее об этом режиме питания мы поговорим, когда будем рассматривать принцип работы микросхемы электронного термометра.
Несколько устройств, включенных по схеме, это еше не 1-Wire шина. Для того, чтобы она стала таковой, каждое из подключенных устройств должно содержать специальное управляющее устройство, реализующее протокол шипы. Именно протокол определяет все правила передачи информации.
0 коммент.:
Отправить комментарий