chiếc nhẫn Java với iButton tích hợpMộtvới iButton tích hợp

1-Wire là một hệ thống bus giao tiếp với thiết bị được thiết kế bởi Dallas Semiconductor Corp. 1-Wire hỗ trợ truyền dữ liệu tốc độ thấp (16.3 kbit/s), truyền tín hiệu, và nguồn nuôi qua cùng một chân tín hiệu đơn. 1-Wire cũng tương tự như I²C, nhưng với tốc độ truyền dữ liệu thấp và khoảng cách xa hơn. Nó thường được sử dụng để giao tiếp với các thiết bị nhỏ giá rẻ như nhiệt kế kĩ thuật số và công cụ đo thời tiết. Một mạng lưới của các thiết bị 1-Wire với một thiết bị điều khiển chính được gọi là một MicroLAN.

Một tính năng đặc biệt quan trọng của bus là năng lực chỉ sử dụng hai dây tín hiệu : data và GND. Để triển khai điều này, các thiết bị 1 – Wire gồm có một tụ điện 800 pF để trữ điện, và cung ứng nguồn trong quy trình đường data đang hoạt động giải trí .

Dựa trên chức năng, các thiết bị 1-Wire thường đóng gói thành một phần tử duy nhất dạng mạch tích hợp và kiểu TO-92, và một số trường hợp là một hình thức di động gọi là iButton tương tự như pin đồng hồ. Các nhà sản xuất cũng sản xuất các thiết bị phức tạp hơn là dạng một thành phần đơn sử dụng bus 1-Wire để giao tiếp.

Bạn đang đọc:

1-Wire – Wikipedia tiếng Việt

Các thiết bị 1 – Wire hoàn toàn có thể là một trong nhiều thành phần trong một bảng mạch bên trong một loại sản phẩm, hoàn toàn có thể là một thành phần duy nhất bên trong một thiết bị như đầu dò nhiệt độ, hoặc cũng hoàn toàn có thể được gắn luôn vào thiết bị cần giám sát. Một số mạng lưới hệ thống thí nghiệm và mạng lưới hệ thống điều khiển và tinh chỉnh, thu thập dữ liệu liên kết với các thiết bị 1 – Wire sử dụng các cáp với các module liên kết hoặc cáp CAT – 5, với các thiết bị tự gắn trên một socket, định hình trong một hộp nhỏ, hoặc gắn trên đối tượng người tiêu dùng được giám sát. Trong các mạng lưới hệ thống như vậy, chân cắm RJ11 ( module cắm 6P2 C hoặc 6P4 C, thường được sử dụng cho điện thoại cảm ứng ) được sử dụng thông dụng nhất .Các mạng lưới hệ thống cảm ứng và truyền động hoàn toàn có thể được thiết kế xây dựng bằng cách nối các thành phần 1 – Wire lại với nhau. Mỗi thành phần đều chứa hàng loạt các logic thiết yếu để quản lý và vận hành trên bus 1 – Wire. Ví dụ như theo dõi nhiệt độ, thời hạn, điện áp và các cảm ứng hiện tại, theo dõi pin và bộ nhớ. Chúng hoàn toàn có thể được liên kết đến một máy tính bằng cách dùng bus converter. Giao tiếp USB, RS-232 tiếp nối đuôi nhau, và parallel port là các giari pháp thông dụng để liên kết MicroLan đến máy tính. Các thiết bị 1 – Wire cũng hoàn toàn có thể được liên kết trực tiếp với vi điều khiển và tinh chỉnh .

iButton (còn được gọi là Dallas Key) là một tiêu chuẩn đóng gói cơ khí có chứa một thành phần 1-Wire bên trong một “nút bấm” bằng thép không gỉ nhỏ tương tự như pin đồng hồ hình cúc áo. iButton được kết nối đến hệ thống bus 1-Wire bằng cách sockets kết nối với nút bấm khi được nhấn. Ngoài ra, kết nối có thể được gắn bán cố định với một socket mà iButton kẹp vào, nhưng dễ dàng được gỡ bỏ.

NhẫnJava, một chiếc nhẫn được gắn iButton với Java Virtual Machine tương thích với đặc tả Java Card 2.0 bên trong đã được trao cho các người tham dự hội nghị JavaOne năm 1998.

Mỗi chip 1 – Wire có một mã ID duy nhất. Tính năng này làm cho chip, đặc biệt quan trọng là trong một iButton, tương thích để sử dụng như một chìa khóa để mở khóa, cánh tay, và tắt báo động trộm, xác nhận người dùng các mạng lưới hệ thống máy tính, … iButton hoàn toàn có thể được sử dụng như vé mưu trí Akbil cho phương tiện đi lại giao thông vận tải công cộng ở Istanbul .

Bộ nguồn Dell

Các bộ nguồn máy tính Dell chính hãng sử dụng giao thức 1 – Wire để gửi tài liệu trải qua dây thứ ba đến máy tính ( về nguồn năng lượng, dòng và điện áp ). Laptop sẽ khước từ sạc nếu củ sạc không cung ứng được các nhu yếu này.

Giao thức liên kết

Trong MicroLan bất kỳ, luôn có một thiết bị chủ ( master ), hoàn toàn có thể là một máy tính hoặc một vi điều khiển và tinh chỉnh. Thiết bị chủ khởi tạo hoạt động giải trí trên bus, đơn giản hóa việc tránh va chạm trên bus. Các giao thức được thiết kế xây dựng vào ứng dụng để phát hiện các va chạm. Sau một vụ va chạm, thiết bị chủ triển khai lại các tiếp xúc thiết yếu .Nhiều thiết bị hoàn toàn có thể san sẻ cùng một bus. Mỗi thiết bị trên bus có một mã serial 64 – bit duy nhất. Byte thấp nhất của mã serial là một mã 8 – bit cho biết loại thiết bị. Byte cao nhất là một tiêu chuẩn CRC 8 – bit ( cho bus 1 – wire ). Có một số ít lệnh broadcast tiêu chuẩn, cũng như lệnh để đến địa chỉ của một thiết bị đơn cử. Thiết bị chủ hoàn toàn có thể gửi một lệnh lựa chọn, sau đó là địa chỉ của thiết bị đơn cử. Lệnh tiếp theo được thực thi chỉ bởi thiết bị có địa chỉ này .

Giao thức liệt kê bus 1-wire (mô tả sau), giống như các giao thức đơn khác, là một thuật toán thiết bị chủ dùng để đọc địa chỉ của mọi thiết bị trên bus. Kể từ khi địa chỉ bao gồm loại thiết bị và một CRC, khôi phục bảng địa chỉ cũng sản sinh một bảng địa chỉ tin cậy của các thiết bị trên bus. Không gian địa chỉ 64-bit được tìm kiếm như một cây nhị phân, cho phép lên đến 75 thiết bị được tìm thấy trong một giây.

Mạng 1 – Wire Dallas được triển khai tự nhiên giống như một thiết bị chủ open drain được liên kết với một hoặc nhiều thiết bị open drain nhờ vào ( slave ). Một điện trở kéo lên đơn dùng chung cho toàn bộ các thiết bị và hoạt động giải trí để kéo bus lên đến 3 – 5V, và hoàn toàn có thể cung ứng nguồn năng lượng cho các thiết bị phụ thuộc vào. Giao tiếp diễn ra khi một thiết bị chủ hoặc nhờ vào xác nhận bus thấp, nghĩa là liên kết điện trở kéo lên vào cực nối đất trải qua MOSFET đầu ra của nó. Các chip driver và cầu 1 – Wire đúng chuẩn cũng chuẩn bị sẵn sàng. Tốc độ truyền tài liệu hoàn toàn có thể đạt đến 16.3 kbit / s. Ngoài ra còn có một chính sách ép vận tốc
tiếp xúc tăng gấp 10 lần .

Thiết bị chủ bắt đầu truyền với một xung reset, xung mà kéo dây tín hiệu xuống 0 volt trong ít nhất 480 µs. Việc này reset toàn bộ thiết bị phụ thuộc trên bus. Sau đó, bất kì thiết bị phụ thuộc, nếu có, cho biết rằng nó tồn tại với một xung “hiện diện (presence)”: nó giữ bus thấp trong ít nhất 60 µs sau khi thiết bị chủ giải phóng bus.

Để gửi ” 1 “, thiết bị chủ bus gửi một xung thấp rất ngắn ( 1 – 15 µs ). Để gửi ” 0 “, thiết bị chủ gửi một xung thấp 60 µs. Cạnh đi xuống ( xấu đi ) của xung được sử dụng để mở màn một monostable multivibrator trên thiết bị nhờ vào. Multivibrator trong đồng hồ đeo tay của thiết bị nhờ vào để đọc dòng tài liệu trong khoảng chừng 30 µs sau khi cạnh xung đi xuống. Multivibrator của thiết bị phụ thuộc vào không hề tránh khỏi có dung sai tương tự như ảnh hưởng tác động đến thời hạn đúng chuẩn của nó, đó là nguyên do tại sao xung ” 0 ” phải dài 60 µs, và xung ” 1 ” không hề dài hơn 15 µs .Khi một tiếp xúc 1 – Wire chuyên được dùng không có sẵn, một UART hoàn toàn có thể được sử dụng để thực thi một thiết bị chủ bus 1 – wire. Chip ” cầu nối ( bridge ) ” USB hoặc tiếp nối đuôi nhau cũng sẵn sàng chuẩn bị để giải quyết và xử lý các nhu yếu thời hạn và dạng sóng của bus 1 – Wire bus, và đặc biệt quan trọng hữu dụng trong việc sử dụng cáp dài ( trên 100 m ) hiệu suất cao. Lên đến 300 m bus dài gồm có cáp điện thoại cảm ứng xoắn đôi đơn thuần đã được thử nghiệm bởi đơn vị sản xuất. Tuy nhiên nó sẽ nhu yếu kiểm soát và điều chỉnh điện trở kéo từ 5 thành 1 kΩ .Khi nhận tài liệu, thiết bị chủ gửi một xung 0 volt 1 – 15 – µs để mở màn mỗi bit. Nếu đơn vị chức năng truyền nhờ vào muốn gửi ” 1 “, nó không làm gì, và bus quay lại điện áp cao. Nếu thiết bị truyền phụ thuộc vào muốn gửi ” 0 “, nó kéo đường data xuống điện áp thấp trong 60 µs .Trình tự cơ bản là một xung reset theo sau bởi một lệnh 8 – bit, và sau đó tài liệu được gửi hoặc nhận trong các nhóm 8 – bit .Khi một chuỗi tài liệu đang được truyền, các lỗi hoàn toàn có thể được phát hiện với một CRC ( bảo vệ tài liệu yếu ) 8 – bit .Để tìm các thiết bị, thiết bị chủ tiếp thị ( broadcasts ) một lệnh enumeration, và sau đó là một địa chỉ, ” lắng nghe ” sau mỗi bit của một địa chỉ. Nếu thiết bị phụ thuộc vào có toàn bộ các bit đó, nó trả về ” 0 “. Thiết bị chủ sử dụng hành vi đơn thuần này để tìm kiếm một cách mạng lưới hệ thống cho các chuỗi hợp lệ của các bit địa chỉ. Quá trình này là nhanh hơn nhiều so với một tìm kiếm brute force cho hàng loạt 64 – bit địa chỉ thiết yếu chính bới ngay sau khi một bit không hợp lệ được phát hiện, hàng loạt các bit địa chỉ đằng sau là không hợp lệ. Một lượt tìm hiểu của 10 đến 15 thiết bị kết thúc rất nhanh gọn .

Vị trí của các thiết bị trên bus đôi khi là quan trọng. Với các trường hợp này, nhà sản xuất có một thiết bị đặc biệt mà cho phép đi qua hoặc tắt nó đi. Phần mềm do đó có thể khám phá các miền bus nối tiếp.

Ví dụ tiếp xúc với một thiết bị

Các tín hiệu sau đây được tạo ra bởi một FPGA, cái mà là thiết bị chủ cho giao tiếp với một chip DS2432 (EEPROM), và đo bằng một máy phân tích logic. Một logic cao trên đầu ra 1-wire output, có nghĩa là đầu ra của FPGA là trong chế độ ba trạng thái (tri-state) và thiết bị 1-wire có thể kéo bus xuống thấp. Một thấp nghĩa là FPGA kéo xuống bus. Đầu vào 1-wire là tín hiệu bus đo được. Trên thời gian lấy mẫu đầu vào cao, FPGA lấy mẫu đầu vào để phát hiện sự phản hồi từ thiết bị và nhận các bit.

Các công cụ tăng trưởng

Khi tăng trưởng và / hoặc gỡ lỗi bus 1 – Wire kiểm tra các tín hiệu phần cứng hoàn toàn có thể rất quan trọng. Logic analyzers và bus analyzers là các công cụ tích lũy nghiên cứu và phân tích, giải thuật, và tàng trữ các tín hiệu để đơn giản hóa việc nhìn các sóng sin vận tốc cao .

Single wire earth return, một kĩ thuật để truyền tải điện năng với chỉ “1 dây” mà không có một đường nối đấtTouch memory