El controlador de bus 1-Wire ofrecido a su atención no es algo revolucionario, todas las soluciones de circuitos usadas se conocen desde hace mucho tiempo. El motivo de la publicación fue el deseo de no saturar el artículo sobre la
implementación de software
de primitivas 1-Wire-master basadas en PWM e ICP .
El controlador de bus se utiliza en uno de mis proyectos, por lo que la numeración de elementos no comienza con "1".
Propósito de la señal:
ICP: señal de entrada para el microcontrolador, diseñada para recibir datos del bus 1-Wire;
OCRA: la señal de salida para el microcontrolador, diseñada para modular los datos transmitidos al bus 1-Wire;
PULLUP: la señal de salida para el microcontrolador, diseñada para implementarse en el modo de bus de 1 cable "ACTIVE PULLUP";
3V3: tensión de alimentación a la que los pines del microcontrolador ICP, OCRA y PULLUP son tolerantes. Este voltaje no tiene que ser exactamente 3.3V, puede ser más o menos.
Dos criterios obligatorios son:
- el voltaje 3V3 debe ser estrictamente menor que el voltaje 5V0 (al menos por la magnitud de la caída de voltaje en el diodo parásito MOSFET Q3 en caso de su conexión directa);
- El voltaje de 3V3 debe ser mayor que el voltaje entre la puerta y la fuente de los MOSFET usados, garantizando su apertura estable.
ONEWIRE - Señal de bus de 1 cable;
5V0 - potencia para el bus de 1 cable.
Los componentes Q2 y R19 proporcionan modulación de señal en el bus de 1 cable desde el lado de bajo voltaje del controlador. R18 está diseñado para garantizar el cierre de Q2 en ausencia de una señal de modulación y, en cierta medida, para la protección contra ESD (descarga electrostática) en caso de que el controlador se implemente como un módulo separado.
El conjunto de diodos D8 está diseñado únicamente para proteger contra ESD en el caso improbable de que alguien quiera conectar un dispositivo de 1 cable con bajo voltaje. Por ejemplo, el DS18B20 permite un rango de voltaje de suministro de 3.0V a 5.5V. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el modo "PULLUP ACTIVO" solo es posible desde el lado del bus de 1 cable con una fuente de alimentación de + 5V (es decir, los dispositivos de 1 cable de bajo voltaje no deben usarse en el modo de potencia de parásito). Además, para mejorar la inmunidad al ruido del bus 1-Wire de bajo voltaje, puede ser necesario reducir el valor de R19 a 1K inclusive. "Cherry on the cake": ambas variantes del bus 1-Wire se pueden usar simultáneamente.
Se monta un convertidor de nivel bidireccional trivial en los componentes R19, Q3 y R20 (para una explicación de los principios de su funcionamiento, consulte
las referencias ).
En los componentes R21, Q4, R22, se ensambla un convertidor de nivel de inversión unidireccional para controlar Q5, que implementa el modo "PULLUP ACTIVO".
Las resistencias R23 y R24 están diseñadas para limitar la corriente de flujo (por ejemplo, si un nuevo dispositivo está conectado al bus de 1 cable mientras está en modo "PULLUP ACTIVO").
El conjunto de diodos D9 proporciona protección ESD en el lado del bus de 1 cable.
Apariencia del dispositivo (en el tablero) Referencias
- Pautas para redes confiables de cable largo de 1 línea
- NOTA DE APLICACIÓN 4255
- DS18B20 hoja de datos
- Niveles lógicos coincidentes de dispositivos de 5V y 3.3V