在嵌入式底層通信中，像485總線、I2C總線等都是比較常見的通信總線。

今天給大家分享一種相對 485、I2C沒有那么流行，但也是一種常用的總線：1-Wire單總線。

1 1-Wire介紹

1-Wire，即大家說的單總線。

單總線是美國DALLAS公司推出的外圍串行擴展總線技術。與SPI、I2C串行數據通信方式不同．它采用單根信號線，既傳輸時鐘又傳輸數據，而且數據傳輸是雙向的，具有節省I/O口線、資源結構簡單、成本低廉、便于總線擴展和維護等諸多優點。

1-Wire器件按照串行協議進行供電和數據通信，能夠以無與倫比的優勢為系統增添特定功能，大大簡化系統的互聯電路。

1-Wire 產品特點 ：

通過單線接口提供器件控制及操作

每個器件具有唯一的工廠光刻ID

通過單總線供電（“寄生電源”）

可掛接多點：單一總線可掛接多個器件

提供額外的ESD保護

2 1-Wire原理

顧名思義，單總線即只有一根數據線，系統中的數據交換、控制都由這根線完成。

設備（主機或從機）通過一個漏極開路或三態端口連至該數據線，以允許設備在不發送數據時能夠釋放總線，而讓其它設備使用總線，其內部等效電路如圖所示：

單總線通常要求外接一個約為4.7kΩ的上拉電阻，這樣，當總線閑置時，其狀態為高電平。

主機和從機之間的通信主要通過3個步驟完成，分別為：初始化1-wire器件、識別1-wire器件和交換數據。

由于它們是主從結構，只有主機呼叫從機時，從機才能應答，因此主機訪問1-wire器件都必須嚴格遵循單總線命令序列，即初始化、ROM、命令功能命令。如果出現序列混亂，1-wire器件將不響應主機（搜索ROM命令，報警搜索命令除外）。

3 1-Wire時序描述

所有的單總線器件都要遵循嚴格的通信協議，以保證數據的完整性。

1-wire協議定義了復位脈沖、應答脈沖、寫0、讀0和讀1時序等幾種信號類型。

所有的單總線命令序列（初始化，ROM命令，功能命令）都是由這些基本的信號類型組成的。在這些信號中，除了應答脈沖外，其它均由主機發出同步信號，并且發送的所有命令和數據都是字節的低位在前。

其中，（a）是初始化時序，初始化時序包括主機發出的復位脈沖和從機發出的應答脈沖。主機通過拉低單總線至少480μs產生Tx復位脈沖；然后由主機釋放總線，并進入Rx接收模式。主機釋放總線時，會產生一由低電平跳變為高電平的上升沿，單總線器件檢測到該上升沿后，延時15～60μs，接著單總線器件通過拉低總線60～240μsμ來產生應答脈沖。主機接收到從機的以應答脈沖后，說明有單總線器件在線，然后主機就可以開始對從機進行ROM命令和功能命令操作。

圖中的（b）、（c）、（d）分別是寫1、寫0和讀時序。在每一個時序中，總線只能傳輸一位數據。所有的讀、寫時序至少需要60μs，且每兩個獨立的時序之間至少需要1μs的恢復時間。

圖中，讀、寫時序均始于主機拉低總線。在寫時序中，主機將在拉低總線15μs之內釋放總線，并向單總線器件寫1；若主機拉低總線后能保持至少60μs的低電平，則向單總線器件寫0。單總線器件僅在主機發出讀時序時才向主機傳輸數據，所以，當主機向單總線器件發出讀數據命令后，必須馬上產生讀時序，以便單總線器件能傳輸數據。

在主機發出讀時序之后，單總線器件才開始在總線上發送0或1。若單總線器件發送1，則總線保持高電平，若發送0，則拉低總線。

由于單總線器件發送數據后可保持15μs有效時間，因此，主機在讀時序期間必須釋放總線，且須在15μs的采樣總線狀態，以便接收從機發送的數據。

4 1-Wire應用

單總線應用在很多領域，比如：單總線IC器件、存儲器、溫濕度傳感器、邏輯器件、時鐘芯片等。

學習過單片機的同學，應該大多數都用過DS18B20這個經典的溫度傳感器，單片機與它的連接（通信）就是通過單總線（1-Wire）實現的。

DS18B20電路圖：

DS18B20單總線應用：

此外，很多器件（模組）為了適應不同需求，會兼容很多通信接口，比如I2C、 SPI、 1-wire同時支持。

除了這個經典的DS18B20之外，其實我們接觸的很多器件，也是支持單總線通信的。
編輯：lyn