具有許多1-Wire從機的1-Wire網絡可能需要專用的1-Wire通道。本應用筆記討論了一種在網絡中僅使用一個1-Wire主機而擁有多個1-Wire通道的方法。
介紹
1-Wire網絡最初設計用于在一條1-Wire總線上與單個1-Wire主機和多個1-Wire從機進行通信。最好采用包含無關緊要的短截線的線性拓撲結構,最適合1-Wire網絡。但是,包含長存根的星形拓撲通常是不可避免的,并且使得確定有效限制變得更加困難。消除這些困難的一種方法是使用模擬多路復用器(mux)將星形拓撲分解為多個通道。使用多個通道的優勢包括加快單個1-Wire從機接入時間,提高網絡魯棒性,以及將僅過載的從機與不同通道上的標準/過載從機混合使用。這些優勢可以在擁有單個1-Wire主站的同時獲得。
安排
將1-Wire網絡配置為具有多個通道時,采用的一般方法是將Maxim 1-Wire主機連接到模擬多路復用器的公共信號。多路復用器具有數字通道選擇信號,用于將1-Wire公共信號連接到包含1-Wire從器件通道的所需I/O。通過這種布置,更多的1-Wire從機可以聯網,克服單個1-Wire總線的限制。這是由于消除了短截線,并且減少了由1-Wire主站驅動的每通道1-Wire從機的數量。
考試
圖1所示為使用DS2477 1-Wire主機時的3.3V系統。μC控制DS2477和要選擇的多路復用器通道。在1-Wire網絡中,所使用的多路復用器能夠處理軌到軌模擬信號至關重要。否則,可能會發生信號失真,并且 V狗可能會違反1-Wire從機的參數要求。多路復用器RON參數也必須盡可能小,以避免改變DS2477有源上拉阻抗(R聚苯乙烯).如果不考慮這一點,1-Wire從機可能無法接收到在強上拉事件期間工作所需的電流。
圖1.典型應用電路。
可選地,多路復用器 (U2) 具有外部、后多路復用、上拉電阻 (R小四和 R小五),以便在開關斷開時為空閑的1-Wire從機供電。如果不這樣做,每次連接通道開關時,μC必須等待該通道上連接的從站的最大喚醒時間(通常為2ms),然后才能開始通信。但是,重要的是要考慮多路復用器的R的影響上參數在下拉事件期間由1-Wire主機在每個通道上使用外部上拉電阻時。通過選擇一個小的R,任何影響都可以忽略不計上以避免違反最高1-Wire輸入低電平(V伊利諾伊州) 1-Wire 從站的參數。因此,對于給定的R后復用上拉電阻P和給定的多路復用電阻 R上,后復用器輸出低電壓表示如下:
VOL_MUX = VOL+ (VCC - VOL) × RON/(RON+RP)
此外,還必須考慮所用1-Wire主機的靈活性。Maxim建議將DS2477 1-Wire主站用于任何3.3V系統,因為DS2477的時序、輸入觸發電平和內部上拉電阻非常可調。DS2477也可以設置為高阻模式,這在使用外部電阻選項時會很有幫助。但是,如果系統需要5V,則次佳選擇是使用DS2484。
最后,在本次檢查中,一些系統需要僅使用過驅和標準/過載1-Wire從器件。如果僅過驅器件和標準/過驅器件位于同一1-Wire總線上,則會發生通信故障。一個簡單的解決方案是使用多路復用器,將僅過載設備放置在與過載/標準設備不同的通道上。然后,DS2477可以在選擇通道之間簡單地切換到過驅模式或標準模式,以實現正確的通信。
模擬多路復用器
設計人員在選擇模擬多路復用器時會考慮許多要求。這些要求可以是通道數、接口類型、成本、封裝類型和性能。表1列出了Maxim推薦用于1-Wire應用的模擬多路復用器。所有推薦的模擬多路復用器均可處理軌到軌模擬信號,具有較小的R上,并提供各種封裝類型。控制所選通道的μC必須具有備用GPIO引腳。如果μC沒有任何備用GPIO引腳,則可以使用MAX14661或可連接到同一I的類似器件。2DS2477使用的C總線
部件號 | Channels | 電源電壓(最?。╒) | 電源電壓(最大值)(V) | 羅恩 (最大) (Ω) | μC - 通道選擇Z | Packages |
MAX4634 | 4-to-1 | 1.8 | 5.5 | 4 | 2 GPIO | 10 μMAX, 10 TDFN-EP (3x3mm) |
MAX4734 | 4-to-1 | 1.6 | 3.6 | 0.8 | 2 GPIO | 10 μMAX, 12 TQFN (3x3mm) |
MAX4617 | 8-to-1 | 2 | 5.5 | 10 | 3 GPIO | 16 PDIP, 16 SOIC, 16 TSSOP |
MAX4638 | 8-to-1 | 1.8 | 5.5 | 3.5 | 3 GPIO | 16 THIN QFN (3x3mm), 16 SOIC, 16 TSSOP |
MAX4781 | 8-to-1 | 1.8 | 3.6 | 1 | 3 GPIO | 16 THIN QFN (3x3mm), 16 TSSOP |
MAX14661* | 16-to-1 | 1.8 | 3.6 | 8 | I2C/SPI | 28 TQFN (3x3mm) |
*AB_和COM_引腳提供+10kV ESD保護(HBM)。任何 16 個 AB_ 引腳都可以連接到任一COM_引腳。 |
總結
本應用筆記介紹了一種利用推薦列表中的模擬多路復用器分解星形形貌1-Wire網絡的方法。與選擇任何電子元件一樣,支持系統應仔細檢查所有使用條件下的所有設備規格,以確??煽窟\行。
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