第17章　C51模拟单总线接口

单总线结构是Dallas SemICONductor创造性的总线协议，也称为1-Wire总线结构。单总线接口将数据通信的引脚数目减少到最少，只需1个数据线便可以进行通信而无须时钟同步线。目前，已有多种器件选用了单总线结构，例如A/D转换器、D/A转换器、温度传感器等。

使用单总线结构大大简化了电路设计，节约了引脚的使用，因此特别适合于单片机系统中。本章以Dallas SemICONductor公司推出的DS18S20单总线结构温度传感器为例，介绍如何使用C51语言来实现单总线接口的模拟。

典型的单总线接口结构如图17.1所示，其中，除了公共的地线外，所有单总线设备共用一根数据总线。单总线主机包括一个开漏极I/O端口，需要外接上拉电阻。单总线结构中，外部可用包含一个单总线从机，也可以包含多个单总线从机。

单总线结构可以通过一条公共数据线实现主机与一个或多个从机之间的半双工、双向通信。在单总线结构中，单总线主机为数据传输的主控制器，单总线上的从机只能被动地和单总线主机通信。

图　17.1　单总线接口结构

单总线接口的主要特点如下所示。

❑通过单线接口提供器件控制及操作，大大减少了I/O接口的使用。

❑可以在单根数据线上挂接多个单总线器件。

❑单总线器件支持两种数据速率：15kbps标准速率和111kbps高速速率。

❑单总线协议为自同步，无须额外的同步时钟。

❑数据传输时，数据位之间可以接收较长延迟，从而确保了中断软件环境下的正常工作。

❑每个单总线器件具有唯一的、不能更改的64位ROM序列号。这个序列号在出厂时由激

光刻制，永远不会与另一个器件重复。这个唯一的ROM序列号用于识别和寻址单总线

上的器件。

❑单总线器件功耗低，可以选择使用“寄生电源”供电方式，而无需外加电源。

❑单总线器件提供了完善的ESD保护。

❑具有丰富的器件可以选择。目前，市场上提供了多种单总线器件，包括单总线主机、单总线存储器、单总线温度传感器、单总线可编码开关以及单总线接口的A/D转换器和D/A转换器等。