单片机单总线协议详解

    单总线协议（One-Wire Protocol）是一种由Dallas Semiconductor（现为Maxim Integrated）开发的串行通信协议。它允许多个设备共享一根数据线进行通信，因而被称为"单总线"。该协议具有低成本、简单接线的特点，适用于需要低功耗、短距离通信的场景。以下是单总线协议的基本原理、通信流程以及应用实例。

1. 单总线协议概述

单总线协议通过一根数据线（及地线）实现数据传输，这根数据线承担了数据的发送和接收。其最大特点是数据传输和设备寻址都是通过这根单一的信号线完成的。

单总线通信不仅支持点对点通信，还支持多个设备（如传感器、存储器等）并联在同一条总线上的通信。在通信过程中，多个设备可以共享同一根数据线，通过唯一的设备地址进行区分。

2. 单总线协议的特点

3. 单总线协议的工作原理

单总线协议的通信过程包括设备的初始化、设备地址的匹配、数据的读写等。下面是协议的基本操作步骤。

3.1 总线空闲与数据传输

3.2 设备寻址

设备有唯一的64位地址，可以通过此地址在总线上与设备进行通信。主机通过发送设备的64位地址来进行设备选择。设备地址由两部分组成：

3.3 读写数据

3.4 CRC校验

为保证通信的可靠性，单总线协议使用了循环冗余校验（CRC）。每次传输的数据都会附带CRC校验码，接收方根据CRC校验码判断数据的完整性。

3.5 数据通信时序

4. 单总线协议的应用

单总线协议由于其简单性、低成本和低功耗的特性，广泛应用于许多嵌入式系统和低功耗设备中。以下是几种常见的应用：

4.1 温度传感器

最常见的单总线应用是温度传感器，如DS18B20，它通过单总线与主控制器（如单片机）通信。主设备可以通过读取传感器的唯一地址来获取温度数据。

4.2 存储设备

单总线协议也被用于嵌入式存储设备（如DS2431 EEPROM）上，设备通过单总线协议进行数据的读写操作。

4.3 电子标签

电子标签（例如iButton）也使用单总线协议来传输数据，广泛应用于身份识别、物品追踪等领域。

4.4 连接多个传感器

由于单总线支持多设备连接，可以将多个传感器（如温度、湿度、压力等传感器）连接到同一条总线上，从而实现多点监测。

5. 单总线协议的优缺点

优点：

缺点：

6. 总结

    单总线协议是一种简单、低成本的通信协议，广泛应用于温度传感器、存储设备和身份认证等场合。它通过一根数据线和唯一的设备地址进行通信，适合于需要低功耗和简化布线的嵌入式系统。然而，由于其通信速率较低，适用于对传输速度要求不高的应用。

作者：跟着杰哥学嵌入式