只需1-Wire即可操作I2C/SPI端點

I2C 和 SPI 端點設備能否僅通過一根電線供電和控制？

可以提供電源和數(shù)據(jù)來運行I2C和SPI端點，如濕度或溫度傳感器，采用單線連接，接地采用ADI公司的1-Wire技術科技。當使用IO受限的系統(tǒng)時，該技術提供了一個強大的解決方案，因為主機上可能只有一個或幾個引腳可用。DS28E18是橋接器件的一個很好的例子，它利用1-Wire來解決一系列常見的系統(tǒng)挑戰(zhàn)，如布線限制、通信距離和協(xié)議轉換。

這種單線接口技術是ADI公司獨有的，自1980年代以來一直存在。電源和數(shù)據(jù)通過單個專用連接提供，支持廣泛的應用，如本地或遠程環(huán)境傳感、醫(yī)療傳感器或附件識別。適用于這些應用的1-Wire解決方案具有操作SPI或I的優(yōu)勢2C器件采用單觸點接口，無需外部電源，具有1-Wire和I的靈活性2C/SPI 主控操作模式。

為了操作該接口，總共有兩個觸點，一個是1-Wire單連接，另一個是接地連接，因此我們可以在過載模式下以11.7 kb/s和62.5 kb/s兩種不同的速度進行通信。圖1給出了非常簡單的系統(tǒng)級配置，以及DS28E18如何融入系統(tǒng)。微控制器主機（μC）通過1-Wire接口連接到DS28E18橋接器，僅使用1-Wire IO和接地兩個連接。

圖1.系統(tǒng)級配置

1-Wire轉I2帶序列器和功率收集功能的 C/SPI

DS28E18通信橋器的獨特特性之一是，它可以收集高達10mA的電流，為外部連接的I供電。2C/SPI 端點。該設備還能夠驅動 I2C 和 SPI 端點分別高達 1MHz 和 2.3MHz。該器件采用小型 2x3mm TDFN 封裝，工作電壓為 3.3V （±10%），工作在 -40°C 至 +85°C 的環(huán)境條件下。

除了1-Wire接口和功能外，DS28E18還具有三個主要模塊，對于與I接口至關重要。2C/SPI 端點;命令序列器，用作1-Wire命令和I之間的橋梁2C/SPI 命令、一個帶有數(shù)據(jù)以最終操作器件的 SRAM 模塊，以及一個 I2C/SPI/GPIO 接口控制器。這一切都顯示在下面的圖 2 中。

圖2.方框圖

命令序列器

命令序列器處理緩沖區(qū)數(shù)據(jù)并將其存儲在SRAM中的指定地址（一次128字節(jié)），并返回CRC16供主機處理器驗證數(shù)據(jù)傳輸。時序控制器通過將最常用的命令存儲在SRAM中，最大限度地減少了主機的通信開銷。DS28E18在SRAM中提供512字節(jié)緩沖器，可加載多個I信號2C 或 SPI 命令。加載后，主控制器發(fā)送命令以執(zhí)行序列、提供電源并從連接的 I 收集數(shù)據(jù)2C 或 SPI 外設。隨后的1-Wire命令讀取收集的傳感器數(shù)據(jù)。

有三種類型的命令可用于操作此設備，它們位于圖 3 的藍色突出顯示元素中，如下所示。它們是“1-Wire ROM功能命令”、“DS28E18器件功能命令”和“DS28E18時序控制器命令”。

圖3.命令駐留位置的突出顯示框圖

主機啟動通信，使用28-Wire ROM級功能命令識別和選擇DS18E1橋接器件。選擇后，設備功能命令用于與音序器交互。圖4列出了DS1E28可用的18-Wire ROM和器件功能命令。有關詳細信息，請參考DS28E18技術文檔。

DS28E18具有144字節(jié)命令緩沖器，利用16字節(jié)進行器件功能命令操作，利用128字節(jié)將帶有順序命令的編成數(shù)據(jù)包傳輸?shù)?12字節(jié)SRAM時序器?？梢哉{用安裝在SRAM序列器中的形成數(shù)據(jù)包來寫入和/或讀取I2C/SPI 數(shù)據(jù)到連接的從站。序列的最大長度為 512 字節(jié)。序列完成后，I2C/SPI 從機響應使用讀取序列器命令恢復。

返回的結果字節(jié)指示成功或遇到任何錯誤，例如收到 NACK。如果結果字節(jié)指示錯誤，則返回兩個附加字節(jié)，指示錯誤在序列中的位置。

時序控制器的實用程序命令通過SENS_VDD引腳為端點設備提供各種功能，例如延遲和電源門控。延遲可以按順序使用，以便為 I 留出額外的時間2C/SPI 端點設備，用于執(zhí)行轉換或在端點通電后允許建立。延遲范圍為 1 毫秒至 32 秒。提供給端點的功率從1-Wire接口收集，因此主機必須在整個序列中啟用強上拉。DS28E18可提供高達10mA的電流。

圖 4 顯示了不同命令及其在命令層次結構中的級別列表。

圖4.命令層次結構

接口控制

DS28E18 的 GPIO，I2C 和 SPI 接口在四個引腳上多路復用，如圖 5 所示。我2C 接口可配置為工作在 100kHz、400kHz 或 1MHz，SPI 可配置為工作在 100kHz、400kHz、1MHz 或 2.3MHz。GPIO 在配置為 SPI 時不可用。

圖5.GPIO/I2C/SPI 引腳多路復用和接口控制