【自学嵌入式：51单片机】单总线

目录

• 单总线
  • 单总线电路规范
  • 单总线时序结构
    • 初始化
    • 发送一位
    • 接收一位
    • 发送或接收一个字节
  • 代码实现

所有自学嵌入式：51单片机系列的操作相关器件的代码都汇总到了：https://gitee.com/qin-ruiqian/Qin51

单总线

单总线（1-Wire BUS）是由Dallas公司开发的一种通用数据总线。其特点如下：

• 一根通信线：DQ
• 异步、半双工

单总线只需要一根通信线即可实现数据的双向传输，当采用寄生供电时，还可以省去设备的VDD线路，此时，供电通信只需要DQ和GND两根线。

单总线电路规范

• 设备的DQ均要配置成开漏输出模式
• DQ添加一个上拉电阻，阻值一般为5.7kΩ左右
• 若此总线的从机采取寄生供电，则主机还应配一个强上拉输出电路。（下图，接了一个MOS管）
  

单总线时序结构

初始化

主机将总线拉低至少480us，然后释放总线，等待15-60us后，存在的从机会拉低总线60~240us以响应主机，之后从机将释放总线。（使用绝对时间，而不是上升沿或者下降沿）

图中弯地上升是电阻弱上拉过去的。

发送一位

主机将总线拉低60-120us,然后释放总线，表示发送0；主机将总线拉低1-15us，然后释放总线，表示发送1。从机将在总线拉低30us后（典型值），整个时间片应大于60us

阴影是指在阴影这个时间段内都可以释放总线

接收一位

主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，并在拉低后15us内读取总线电平（尽量贴近15us的末尾），读取为低电平则为接收0，读取为高电平则为接收1，整个时间片应大于60us。

当主机拉低准备读取，假设从机发的是低，那么整个总线还是低电平，15us以内读取，然后总线又被弱上拉；如果从机发的高，那会在主机拉低后，会被上拉。

发送或接收一个字节

代码实现

OneWrite.h：

#ifndef __ONEWIRE_H__
#define __ONEWIRE_H__

unsigned char OneWire_Init(void); // 初始化单总线通信
void OneWire_SendBit(bit Bit); //发送一位
bit OneWire_ReceiveBit(); //接收一位
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte); //发送一个字节
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void); //接收一个字节

#endif

OneWire.c：

#include <REGX52.H>
#include <intrins.h> // 延时空语句

sbit OneWire_DQ = P3^7;

void Delay500us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	_nop_();
	i = 227;
	while (--i);
}

void Delay70us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	_nop_();
	i = 29;
	while (--i);
}

void Delay10us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	i = 2;
	while (--i);
}

void Delay50us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	_nop_();
	i = 20;
	while (--i);
}

void Delay5us()		//@11.0592MHz
{
}

unsigned char OneWire_Init(void)
{
	bit AckBit = 0; //确认帧 
	OneWire_DQ = 1;
	OneWire_DQ = 0;
	Delay500us(); //根据单总线通信协议，主机拉低至少480微秒，这里用500微秒
	OneWire_DQ = 1;//然后再释放
	Delay70us(); //等待15-60微秒后，存在的从机会拉低总线60-240微秒以响应主机，所以要延迟60~(60+240)微秒
	//延迟70微秒，包括了等待，和从机响应主机的时间
	AckBit = OneWire_DQ;
	//要求主机将总线拉低至少480微秒，继续延迟500微秒
	Delay500us();
	return AckBit;
}

//发送一位
void OneWire_SendBit(bit Bit)
{
	//主机将总线拉低60~120us，然后释放总线，表示发送0
	//主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，表示发送1
	//从机将在总线拉低30us后（典型值）读取电平
	//整个时间片应大于60us
	OneWire_DQ = 0; //先拉低
	//在10us的时候检测一下，如果是0，那就一直是0
	//如果是1，那就拉高（释放总线）
	//直接写OneWire_DQ = Bit;
	//Bit是0就是0，Bit为1，就在1-15us（也就是我设定的10us）拉高为1
	//但是考虑到调用一个函数是4us
	//江科大版本在这里直接把函数体的内容拿过来
	//比如软件延时功能写出来的函数，延迟10us
	//是算上了调用函数的时间，实际函数体6us,调用函数6us
	//江科大这里是把函数体的内容拿过来
	//这样不能用生成的延迟10us的函数（因为函数体6us）
	//所以他在视频中用延迟14us的函数的函数体
	//但是我这里还是正常调用延迟10us函数，包括函数体和调用过程
	Delay10us();
	OneWire_DQ = Bit;
	//整个时间片应大于60us（至少60us）
	//所以再延迟个50us，这个时序就结束了（50+10=60）us
	Delay50us();
	//通信结束，弱上拉拉回去
	OneWire_DQ = 1;
}

//接收一位
bit OneWire_ReceiveBit()
{
	//主机将总线拉低1~15us，然后释放总线
	//并在拉低后15us内读取总线电平（尽量贴近15us的末尾）
	//读取为低电平则为接收0
	//读取为高电平则为接收1
	//整个时间片应大于60us
	bit Bit;
	//先拉低
	OneWire_DQ = 0;
	Delay5us();
	//再释放
	OneWire_DQ = 1; //拉高就是释放总线，弱上拉，从机传来1就是1，从机传来是0瞬间拉低
	Delay5us();
	//15us内，目前是总共延迟10us内，读取总线电平
	Bit = OneWire_DQ;
	//时间片至少60us，之前有10us，还需要延迟50us
	Delay50us();
	//通信结束后，不用主机释放总线，从机释放总线
	return Bit;
}

//发送一个字节
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte)
{
	unsigned char i;
	for(i = 0; i <8 ;i++)
	{
		OneWire_SendBit(Byte & (0x01<<i)); //依次左移取位，从最低位开始取
	}
}

//接收一个字节
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void)
{
	unsigned char Byte = 0x00;
	unsigned char i;
	for(i = 0; i <8 ;i++)
	{
		//如果传过来1位1，就和0x00做或运算，把1写入每一位
		if(OneWire_ReceiveBit())
		{
			Byte |= (0x01 << i);
		}
	}
	return Byte;
}