單總線即one-wire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。

　　單總線是DALLAS公司研制開發的種協議由一個總線主節點、或多個從節點組成系統，通過根信號線對從芯片進行數據的讀取。每一個符合OneWire協議的從芯片都有一個唯一的地址，包括48位的序列號、8位的家族代碼和8位的CRC代碼。主芯片對各個從芯片的尋址依據這64位的不同來進行。單總線利用一根線實現雙向通信。因此其協議對時序的要求較嚴格，如應答等時序都有明確的時間要求。，基本的時序包括復位及應答時序、寫一位時序、讀一位時序。在復位及應答時序中，主器件發出復位信號后，要求從器件在規定的時間內送回應答信號;在位讀和位寫時序中，主器件要在規定的時間內讀固或寫出數據。

　　單總線適用于單主機系統，能夠控制一個或多個從機設備。主機可以是微控制器，從機可以是單總線器件，它們之間的數據交換只通過一條信號線。當只有一個從機設備時，系統可按單節點系統操作;當有多個從設備時，系統則按多節點系統操作。

　　單總線工作原理

　　單總線器件內部設置有寄生供電電路（Parasite Power Circuit）。當單總線處于高電平時，一方面通過二極管VD向芯片供電，另方面對內部電容C（約800pF）充電；當單總線處于低電平時，二極管截止，內部電容c向芯片供電。由于電容c的容量有限，因此要求單總線能間隔地提供高電平以能不斷地向內部電容C充電、維持器件的正常工作。這就是通過網絡線路“竊取”電能的“寄生電源”的工作原理。要注意的是，為了確保總線上的某些器件在工作時（如溫度傳感器進行溫度轉換、E2PROM寫人數據時）有足夠的電流供給，除了上拉電阻之外，還需要在總線上使用MOSFET（場效應晶體管）提供強上拉供電。

　　單總線的數據傳輸速率一般為16．3Kbit/s，最大可達142 Kbit/s，通常情況下采用100Kbit/s以下的速率傳輸數據。主設備I/O口可直接驅動200m范圍內的從設備，經過擴展后可達1km范圍。

　　為了說明單總線數據傳輸的過程，以下將分4個部分對單總線數據通信傳輸過程進行介紹，它們分別是單總線通信信號類型，單總線通信初始化，單總線通信的ROM命令以及單總線通信的功能命令。

　　單總線通信信號類型

　　單總線通信協議定義了如下幾種類型，即復位脈沖、應答脈沖、寫0、寫1、讀0和讀1，除了應答脈沖外，所有的信號都由主機發出同步信號，并且發送的所有的命令和數據都是字節的低位在前。

　　單總線通信協議中不同類型的信號都采用一種類似脈寬調制的波形表示，邏輯0用較長的低電平持續周期表示，邏輯1用較長的高電平持續周期表示。在單總線通信協議中，讀寫時隙的概念十分重要，當系統主機向從設備輸出數據時產生寫時隙，當主機從從機設備讀取數據時產生讀時隙，每一個時隙總線只能傳輸一位數據。無論是在讀時隙還是寫時隙，它們都以主機驅動數據線位低電平開始，數據線的下降沿是從設備觸發其內部的延時電路，使之與主機同步。在寫時隙內，該延遲電路決定從設備采樣數據線的時間窗口。

　　單總線通信協議中存在兩種寫時隙：寫1和寫0。主機采用寫1時隙向從機寫入1，而采用寫0時隙向從機寫入0，。所有寫時隙至少要60us，且在兩次獨立的寫時隙之間至少需要1us的恢復時間。兩種寫時隙均起始于主機拉低數據總線。產生1時隙的方式：主機拉低總線后，接著必須在15us之內釋放總線，由上拉電阻將總線拉至高電平；產生寫0時隙的方式為在主機拉低后，只需要在整個時隙間保持低電平即可（至少60us）。在寫時隙開始后15us~60us期間，單總線器件采樣總電平狀態。如果在此期間采樣值為高電平，則邏輯1被寫入器件；如果為0，寫入邏輯0。

　　在下圖中，黑色實現代表系統主機拉低總線，黑色虛線代表上拉電阻將總線拉高。

單總線通信寫時隙時序圖

　　對于讀時隙，單總線器件僅在主機發出讀時隙時，才向主機傳輸數據。所有主機發出讀數據命令后，必須馬上產生讀時隙，以便從機能夠傳輸數據。所有讀時隙至少需要60us，且在兩次獨立的讀時隙之間至少需要1us的恢復時間。每個讀時隙都由主機發起，至少拉低總線1us。在主機發出讀時隙之后，單總線器件才開始在總線上發送0或1。若從機發送1，則保持總線為高電平；若發出0，則拉低總線。

　　當發送0時，從機在讀時隙結束后釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至空閑高電平狀態。從機發出的數據在起始時隙之后，保持有效時間15us，因此主機在讀時隙期間必須釋放總線，并且在時隙起始后的15us之內采樣總線狀態。

單總線通信讀時隙時序圖

　　上圖黑色實線代表系統主機拉低總線，灰色實線代表總局拉低總線，而黑色的虛線則代表上拉電阻總線拉高。以上對單總線通信過程的幾種信號進行了介紹，但由于復位脈沖以應答脈沖與單總線通信過程初始化的密切關系，對這兩種信號的介紹將放在單總線通信初始化中闡述。

　　單總線通信初始化

　　單總線上的所有通信都是以初始化序列開始，初始化序列包括主機發出的復位脈沖及從機的應答脈沖，這一過程如下圖所示。在圖中，黑色實線代表系統主機拉低總線，灰色實線代表從機拉低總線，而黑色的虛線則代表上拉電阻極愛那個總線拉高。

總線通信初始化圖

　　系統主設備發送端發出的復位脈沖式一個480us~960us的低電平，然后釋放總線進入接受狀態。此時系統總線通過4.7K的上拉電阻接至VCC高電平，時間約為15us~60us，接種在接收端的設備就開始檢測I/O引腳上的下降沿以及監視在脈沖的到來。主設備處于這種狀態下的時間至少為480us。

　　作為從設備的奇跡愛你在接收到系統主設備發出的復位脈沖之后，向總線發出一個應答脈沖，表示從設備已準備好，可根據各種命令發送或接受數據。通常情況下，器件等待15us~60us即可發送應答脈沖（該脈沖是一個60us~240us的低電平信號，它由從機強迫將總線拉低）。

　　復位脈沖式主設備以廣播方式發出的，因而總線上所有的從設備同時發出應答脈沖。一旦器件檢測到應答脈沖后，主設備就認為總線上已連接了從設備，接著主設備將發送有關的ROM功能命令。如果主設備未能檢測到應答脈沖，則認為總線上沒有掛接單總線從設備。

　　單總線通信的ROM命令

　　當主機檢測到應答脈沖后，就發出ROM命令，這些命令與各個從機設備的唯一64位ROM代碼相關，允許主機在單總線上連接多個從設備時，指定操作某個從設備。使得主機可以操作某個從機設備。這些命令能使主機檢測到總線上有多少個從機設備以及設備類型，或者有沒有設備處于報警狀態。從機設備支持5種ROM命令，每種命令長度為8位。豐機在發出功能命今之前，必須發出ROM命今。

ROM命令表

　　單總線通信的功能命令

　　主機發出ROM命令，訪問指定的從機，接著發出某個功能命令。這些命令允許主機寫入或讀出從機暫存器、啟動工作以及判斷從機的供電方式