只需1-Wire即可操作I2C/SPI端点

I2C 和 SPI 端点设备能否仅通过一根电线供电和控制？

可以提供电源和数据来运行I2C和SPI端点，如湿度或温度传感器，采用单线连接，接地采用ADI公司的1-Wire技术科技。当使用IO受限的系统时，该技术提供了一个强大的解决方案，因为主机上可能只有一个或几个引脚可用。DS28E18是桥接器件的一个很好的例子，它利用1-Wire来解决一系列常见的系统挑战，如布线限制、通信距离和协议转换。

 

这种单线接口技术是ADI公司独有的，自1980年代以来一直存在。电源和数据通过单个专用连接提供，支持广泛的应用，如本地或远程环境传感、医疗传感器或附件识别。适用于这些应用的1-Wire解决方案具有操作SPI或I的优势2C器件采用单触点接口，无需外部电源，具有1-Wire和I的灵活性2C/SPI 主控操作模式。

为了操作该接口，总共有两个触点，一个是1-Wire单连接，另一个是接地连接，因此我们可以在过载模式下以11.7 kb/s和62.5 kb/s两种不同的速度进行通信。图1给出了非常简单的系统级配置，以及DS28E18如何融入系统。微控制器主机（μC）通过1-Wire接口连接到DS28E18桥接器，仅使用1-Wire IO和接地两个连接。

图1.系统级配置

1-Wire转I2带序列器和功率收集功能的 C/SPI

DS28E18通信桥器的独特特性之一是，它可以收集高达10mA的电流，为外部连接的I供电。2C/SPI 端点。该设备还能够驱动 I2C 和 SPI 端点分别高达 1MHz 和 2.3MHz。该器件采用小型 2x3mm TDFN 封装，工作电压为 3.3V （±10%），工作在 -40°C 至 +85°C 的环境条件下。

除了1-Wire接口和功能外，DS28E18还具有三个主要模块，对于与I接口至关重要。2C/SPI 端点;命令序列器，用作1-Wire命令和I之间的桥梁2C/SPI 命令、一个带有数据以最终操作器件的 SRAM 模块，以及一个 I2C/SPI/GPIO 接口控制器。这一切都显示在下面的图 2 中。

图2.方框图

命令序列器

命令序列器处理缓冲区数据并将其存储在SRAM中的指定地址（一次128字节），并返回CRC16供主机处理器验证数据传输。时序控制器通过将最常用的命令存储在SRAM中，最大限度地减少了主机的通信开销。DS28E18在SRAM中提供512字节缓冲器，可加载多个I信号2C 或 SPI 命令。加载后，主控制器发送命令以执行序列、提供电源并从连接的 I 收集数据2C 或 SPI 外设。随后的1-Wire命令读取收集的传感器数据。

有三种类型的命令可用于操作此设备，它们位于图 3 的蓝色突出显示元素中，如下所示。它们是“1-Wire ROM功能命令”、“DS28E18器件功能命令”和“DS28E18时序控制器命令”。

图3.命令驻留位置的突出显示框图

主机启动通信，使用28-Wire ROM级功能命令识别和选择DS18E1桥接器件。选择后，设备功能命令用于与音序器交互。图4列出了DS1E28可用的18-Wire ROM和器件功能命令。有关详细信息，请参考DS28E18技术文档。

DS28E18具有144字节命令缓冲器，利用16字节进行器件功能命令操作，利用128字节将带有顺序命令的编成数据包传输到512字节SRAM时序器。可以调用安装在SRAM序列器中的形成数据包来写入和/或读取I2C/SPI 数据到连接的从站。序列的最大长度为 512 字节。序列完成后，I2C/SPI 从机响应使用读取序列器命令恢复。

返回的结果字节指示成功或遇到任何错误，例如收到 NACK。如果结果字节指示错误，则返回两个附加字节，指示错误在序列中的位置。

时序控制器的实用程序命令通过SENS_VDD引脚为端点设备提供各种功能，例如延迟和电源门控。延迟可以按顺序使用，以便为 I 留出额外的时间2C/SPI 端点设备，用于执行转换或在端点通电后允许建立。延迟范围为 1 毫秒至 32 秒。提供给端点的功率从1-Wire接口收集，因此主机必须在整个序列中启用强上拉。DS28E18可提供高达10mA的电流。

图 4 显示了不同命令及其在命令层次结构中的级别列表。

图4.命令层次结构

接口控制

DS28E18 的 GPIO，I2C 和 SPI 接口在四个引脚上多路复用，如图 5 所示。我2C 接口可配置为工作在 100kHz、400kHz 或 1MHz，SPI 可配置为工作在 100kHz、400kHz、1MHz 或 2.3MHz。GPIO 在配置为 SPI 时不可用。

图5.GPIO/I2C/SPI 引脚多路复用和接口控制