Girish Choudankar
Electronic Design
Интерфейс 1-Wire дешев и эффективен, но может использоваться лишь на небольших расстояниях. Используя стандартную микросхему буфера шины, длину линии связи можно увеличить, одновременно создав удобный интерфейс микроконтроллера
Невысокое быстродействие устройств 1-Wire компании Maxim делает их удобными для измерения физических параметров, таких например, как температура в системах отопления и вентиляции. Кроме того, они весьма полезны в устройствах с сильно ограниченным числом портов ввода/вывода, так как нуждаются лишь в одной линии данных и «земле».
Если посмотреть в справочные данные, подключение датчика температуры к микроконтроллеру, как при использовании внешнего, так и паразитного питания, кажется простым. Однако дистанционное измерение температуры с помощью микросхемы DS18S20, работающей как периферийное устройство основной платы, может потребовать сложных аппаратных и программных решений.
Одним из вариантов интерфейса могла бы быть симметричная двухпроводная линия на основе кабеля CAT5x, или аналогичного. В отличие о специальных кабелей, CAT5x легко доступны и дешевы. Однако 300 метров витой пары кабеля CAT5 добавляют к интерфейсу значительную емкость (≈52 пФ/м) и индуктивность (≈525 нГн/м), результатом чего может стать появление «звона» и искажение цифровых сигналов. Подключение к сетевому кабелю также имеет свои тонкости, из-за чего конструкция может получиться сложной.
 |
|
| Рисунок 1. | На плате интерфейса удаленного датчика имеются драйвер и разъем RJ45 для подключения устройства с интерфейсом 1-Wire (DS18S20). Примечание: резистор R205 устанавливается в том случае, когда требуется изоляция экрана и системной земли, и может быть заменен ферритовой бусиной. Поскольку экранированные кабели обычно не используются, эти резисторы обозначены как «Не подключать». |
В процессе выбора между сложными вариантами программно-аппаратного решения или сетевого кабеля, я нашел выпускаемую NXP микросхему PCA9600 – двунаправленный буфер шины I2C. Микросхема позволяет управлять протяженными шинами как в конфигурации точка-точка, так и в многоточечной конфигурации. Скорости 100 кГц, обеспечиваемой I2C, вполне достаточно для интерфейса 1-Wire. При необходимости узлы шины можно легко изолировать с помощью оптронов.
Схемы интерфейса приемника (Рисунок 1) и передатчика (Рисунок 2) были успешно испытаны с датчиком, подключенным через трехметровый кабель CAT5e.
 |
|
| Рисунок 2. | Сигнал со стороны интерфейса микроконтроллера приходит через кабель CAT5e, подключенный разъемом RJ45 (J1), и, пройдя через двунаправленный буфер шины U3, поступает в микроконтроллер. Примечание: резистор R17 устанавливается в том случае, когда требуется изоляция экрана и системной земли, и может быть заменен ферритовой бусиной. Поскольку экранированные кабели обычно не используются, эти резисторы обозначены как «Не подключать». |
Дополнительным преимуществом описанного решения является отсутствие необходимости в какой-либо доработке программного обеспечения.
Материалы по теме
Купить PCA9600 на РадиоЛоцман.Цены
