如何将1-Wire主站多路复用到多个通道

具有许多1-Wire从机的1-Wire网络可能需要专用的1-Wire通道。本应用笔记讨论了一种在网络中仅使用一个1-Wire主机而拥有多个1-Wire通道的方法。

介绍

1-Wire网络最初设计用于在一条1-Wire总线上与单个1-Wire主机和多个1-Wire从机进行通信。最好采用包含无关紧要的短截线的线性拓扑结构，最适合1-Wire网络。但是，包含长存根的星形拓扑通常是不可避免的，并且使得确定有效限制变得更加困难。消除这些困难的一种方法是使用模拟多路复用器（mux）将星形拓扑分解为多个通道。使用多个通道的优势包括加快单个1-Wire从机接入时间，提高网络鲁棒性，以及将仅过载的从机与不同通道上的标准/过载从机混合使用。这些优势可以在拥有单个1-Wire主站的同时获得。

安排

将1-Wire网络配置为具有多个通道时，采用的一般方法是将Maxim 1-Wire主机连接到模拟多路复用器的公共信号。多路复用器具有数字通道选择信号，用于将1-Wire公共信号连接到包含1-Wire从器件通道的所需I/O。通过这种布置，更多的1-Wire从机可以联网，克服单个1-Wire总线的限制。这是由于消除了短截线，并且减少了由1-Wire主站驱动的每通道1-Wire从机的数量。

考试

图1所示为使用DS2477 1-Wire主机时的3.3V系统。μC控制DS2477和要选择的多路复用器通道。在1-Wire网络中，所使用的多路复用器能够处理轨到轨模拟信号至关重要。否则，可能会发生信号失真，并且 V狗可能会违反1-Wire从机的参数要求。多路复用器RON参数也必须尽可能小，以避免改变DS2477有源上拉阻抗（R聚苯乙烯).如果不考虑这一点，1-Wire从机可能无法接收到在强上拉事件期间工作所需的电流。

图1.典型应用电路。

可选地，多路复用器 （U2） 具有外部、后多路复用、上拉电阻 （R小四和 R小五），以便在开关断开时为空闲的1-Wire从机供电。如果不这样做，每次连接通道开关时，μC必须等待该通道上连接的从站的最大唤醒时间（通常为2ms），然后才能开始通信。但是，重要的是要考虑多路复用器的R的影响上参数在下拉事件期间由1-Wire主机在每个通道上使用外部上拉电阻时。通过选择一个小的R，任何影响都可以忽略不计上以避免违反最高1-Wire输入低电平（V伊利诺伊州） 1-Wire 从站的参数。因此，对于给定的R后复用上拉电阻P和给定的多路复用电阻 R上，后复用器输出低电压表示如下：

 

　　VOL_MUX = VOL+ （VCC - VOL） × RON/（RON+RP）

此外，还必须考虑所用1-Wire主机的灵活性。Maxim建议将DS2477 1-Wire主站用于任何3.3V系统，因为DS2477的时序、输入触发电平和内部上拉电阻非常可调。DS2477也可以设置为高阻模式，这在使用外部电阻选项时会很有帮助。但是，如果系统需要5V，则次佳选择是使用DS2484。

最后，在本次检查中，一些系统需要仅使用过驱和标准/过载1-Wire从器件。如果仅过驱器件和标准/过驱器件位于同一1-Wire总线上，则会发生通信故障。一个简单的解决方案是使用多路复用器，将仅过载设备放置在与过载/标准设备不同的通道上。然后，DS2477可以在选择通道之间简单地切换到过驱模式或标准模式，以实现正确的通信。

模拟多路复用器

设计人员在选择模拟多路复用器时会考虑许多要求。这些要求可以是通道数、接口类型、成本、封装类型和性能。表1列出了Maxim推荐用于1-Wire应用的模拟多路复用器。所有推荐的模拟多路复用器均可处理轨到轨模拟信号，具有较小的R上，并提供各种封装类型。控制所选通道的μC必须具有备用GPIO引脚。如果μC没有任何备用GPIO引脚，则可以使用MAX14661或可连接到同一I的类似器件。2DS2477使用的C总线

 

部件号	Channels	电源电压（最小）（V）	电源电压（最大值）（V）	罗恩 （最大） （Ω）	μC - 通道选择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_引脚提供+10kV ESD保护（HBM）。任何 16 个 AB_ 引脚都可以连接到任一COM_引脚。

 

总结

本应用笔记介绍了一种利用推荐列表中的模拟多路复用器分解星形形貌1-Wire网络的方法。与选择任何电子元件一样，支持系统应仔细检查所有使用条件下的所有设备规格，以确保可靠运行。

是呢环保局：郭婷