用并行方式实现快速读写多只单总线器件

1、用并行方式实现快速读写多只单总线器件目前,常用的MCU与外接的元器件进行数据通信的串行总线 主要有I2C总线、SPI总线和SCI总线。其中I2C总线以2线连 接（一条时钟线 , 一条数据线 ）进行同步串行通信 ;SPI 总线则以 3 线连接 （一条时钟线 , 一条数据输入线 , 一条数据输出线 ） 进行同 步通信 ;SCI 总线是以两线连接 （ 一条数据输入线 , 一条数据输出 线）进行异步串行进行通信的。这些总线至少需要两条或两条以 上的信号线。而美国的 DALLASS#导体公司推出的单总线 （1-Wire Bus） 技术采用了单根信号线 , 既可传输时钟 , 又能传输 数据, 而且数据传输

2、是双向的 , 因而这种单总线技术具有线路简 单, 硬件开销少 , 成本低廉 , 便于总线扩展和维护等优点。 目前, 常见的单总线器件主要有数字温度传感器DS18B20 A/D转换器如DS2450电源管理芯片DS2438等。对于单总线器件，每一个器件内都有一个 64位的ROM包含 有 8 位的产品系列编码和 48位的 ID 号。这些 ID 号对每个单总 线器件都是唯一的 , 因此我们可以在一条单总线上挂接多个单总 线器件，然后使用单总线传输协议规定的 ReadROM和SearchROM 的操作命令来搜索这些器件的 ID号,并用MatchROM命令选择各 个特定 ID 号的单总线器件分别对其进行读

3、写。但是,在实际应用中，尤其是在一个MCI上连接有多个同类 型的单总线器件的情况下 , 这种通过搜索和指定 ID 号来读写单 总线器件的方式并不方便。我们虽然可以用 ID 号来区分各个器 件并且分别对其读写而互不干扰 , 但是没有很简单的办法把每一 个 ID 号和某个具体的单总线器件对应起来 , 因为每个单总线器 件的 ID 号都是随机的 , 而且这个 ID 号并没有标示在元件上面。 比方说，要在一条单总线上连接两个 DS18B20温度传感器，分别 测量室内和室外的温度 , 可以用程序搜索到两个不同的 ID 号, 得 到两个温度值 , 但是我们并不知道读出来的两个值哪个是室内的 哪个是室外的。

4、虽然 , 对于上面的实例我们可以通过手动屏蔽掉 一个器件的方式确认哪个ID对应哪个器件，并修改MCU勺程序使 之分别显示室内外温度 , 但是如果用于大批量生产的实际产品时 我们不可能对每一个产品的 ID 号和实际所在的位置进行手动对 应。因此, 可以考虑换一种方式来对多个单总线进行操作 : 利用MCU 勺并口同时对多个单总线器件进行读写。我们将多个单总线 器件分别挂到MCI一个并口的多个10端上,这样对于常用的如 51系列PIC系列或者AVR系列等8位MCU一个单总线读写周期 内就能同时读写 8 个单总线器件 , 而且每个单总线器件的位置和 MCU并口 I0端的位置都是对应的。本文以最常用的单

5、总线器件温度传感器DS18B20和最常用的51系列MCI为例，阐述了这种操作方式的实现。电路的连接如下:将8只DS18B20温度传感器各自的DC端分 别与89C51单片机的并口 P1的8个I0端相连,然后各传感器的VCC和GND脚分别接电源和地。根据单总线通信协议规定 ,在每一个单总线读写时序中 , 一 条总线只能传输一位数据。MCI向单总线器件写数据时，MCU在拉 低总线1015uS后释放总线，即向单总线器件写1；若MCL拉低 总线后保持60uS的低电平,则向单总线器件写0。MCI从单总线单总线器件读取数据时,MCU将总线下拉为低 电平1uS左右后释放总线，单总线器件在检测到总线电平被拉低

6、后15uS后向MCI传输数据，若单总线器件发送1,则总线保持高 电平, 若发送 0, 则拉低总线。具体对于一个DS18B20我们要输出或输入各类数据时，可以 采用位寻址方式 , 直接对连接单总线器件的 IO 端口进行位操作 , 产生上述时序以对单总线器件进行读写。但是 , 对于并行连接的 多个DS18B20如果还采用上述方法，程序就会变得比较复杂，而 且速度也会很大的减慢 , 所以我们换一种方式 , 用字节寻址的方 式来同时读写连接于一个并口上的一组DS18B2 0这样就可以一次读入或写出 8 个位的数据 , 从而达到简化程序并提高读写效率 的目的。以并行方式该读取数据的具体实现算法如下:fo

7、r(i=0;i=1;if (TDataj&Maski)0) Datai|=0x80;else Datai|=0;具体对于DS18B20温度传感器而言，因为温度读数是以高字节和低字节两个字存储的 , 因此上述程序需要运行两次方能得到 最终的读数。同样, 如果需要向各个单总线器件写入数据 , 也需要先把要 写入各个单总线器件的数据存储到一个数组中 , 用上述算法进行 转换 , 然后在写入。写入数据的具体算法如下 :TransData(TWriteData,WriteData);for(i=0;i=1;delay60();DQ_Byte=0xff;这样,通过上述方法，就可以实现一次对连接个一个 MCL并 口的不多于 8 个的单总线器件进行读写。这种对多个单总线并行读写的方式虽然比传统的单线串接 的方式使用了更多的 MCU勺10端口，线路连接也使用了更多的连 线, 但是这样可以绕过对单总线器件的 ROMID 的搜索和匹配操作 节省了每次数据读写操作时间 ;而且一次可以读写 8 组数据而所