來源：《國外電子元器件》

     摘要：一線總線是dallsa公司推出的總線標準。文中介紹了用一線總線信息紐扣器件ibutton設(shè)計手持式移動數(shù)據(jù)收集器的設(shè)計方法，給出了該設(shè)計的硬件構(gòu)成和軟件框圖，最后給出了將該數(shù)據(jù)收集用于小區(qū)保安巡查系統(tǒng)的具體例子。

     關(guān)鍵詞：ibutton

     信息紐扣 低功耗 一線總線

     一線總線是dallas半導(dǎo)體公司推出的總線標準，是帶id標識的一線器件之間的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。它采用單根數(shù)據(jù)線和地址構(gòu)成的半雙工通訊，可為移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的接口設(shè)計帶來極大方便。由于一線器件功耗低，體積小，且內(nèi)置鋰電池，數(shù)據(jù)保持可達10年之久，因而可使電池電的便攜式數(shù)據(jù)收集設(shè)備的維持時間大大提高，并可滿足實用化的要求。

     移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常由一個便攜式數(shù)據(jù)收集器和具有id標識的信息紐扣器件組成。其信息紐扣可作為標識、數(shù)據(jù)存儲器、時鐘、溫度傳感器等器件分布在各個不同的點。數(shù)據(jù)收集器只要將探頭與其瞬間接觸即可完成數(shù)據(jù)的讀寫，從而實現(xiàn)信息采集。因而可廣泛用于安全巡檢、設(shè)備維護記錄、鐵路及電力線路巡查等不便于布線、且需要進行管理的設(shè)備。

     1 硬件構(gòu)成

     采用線信息紐扣器件（ibutton）來設(shè)計數(shù)據(jù)收集器時，其獨特的一線總線接口可以方便地設(shè)計裝置結(jié)構(gòu)外殼的一體化密封，以達到防水、防沖擊的目的。金屬裝置的外殼可作為地線，而僅需要在裝置的某處將數(shù)據(jù)引出以作為探頭，它們之間可采用絕緣密封圈進行隔離。

     一線總線上可掛有多個信息紐扣器件，由于每個器件均具有全球唯一的64位標識碼，所以可解保每個信息紐具唯一性。

     數(shù)據(jù)收集器通常要求記錄實時數(shù)據(jù)信息，因此可利用這些標識碼來表達地址、事件等信息，并通過收集器記錄后由pc管理軟件來演譯代碼的含義。

     圖1所示是筆者設(shè)計的數(shù)據(jù)收集器原理圖，由于它需要采用電池供電，因此，筆者在選擇芯片時從以幾個方面來充分考慮降低功耗問題：

     （1）采用低功耗的pic12c508作為控制器，在低功耗睡眠模式下使其電池小于1μa。需要讀取數(shù)據(jù)時，由所接觸的信息紐扣所發(fā)出的低電平信號喚醒并復(fù)位cpu。工作完成后，重新進入睡眠節(jié)電模式。

     （2）選用ds1996作為數(shù)據(jù)存儲器，無需工作電源，作可將多片存儲器直接連到一線總線上，每片容量為64kbit，也可根據(jù)需要任意增加，其內(nèi)部鋰電池可將數(shù)據(jù)保持10年。

     （3）實時時鐘芯生ds1994和紐扣式一線器件，可直接連到一線總線上。內(nèi)部鋰電池可獨立工作，cpu在需要時對其時間進行讀寫。

     （4）用指示燈及蜂鳴器在數(shù)據(jù)讀取完成、存儲器滿、電池電壓不足進進行提示。把電波電壓通過r3、r4分壓得到的電平通過gp4端口檢測，當(dāng)檢測達到低電平時，以認為電池電壓不足。為了降低功耗，應(yīng)使系統(tǒng)只在每次工作時才讀gp4電平。如果低電平上限為1v，晶體管飽和壓降0.3v，那么在需求電池電壓在2.5v提出警告時，應(yīng)選擇r3=10kω、r4=9.1kω。

     2 軟件設(shè)計

     軟件設(shè)計主要由幾個基本子程序模塊組成：

     （1）讀寫操作

     讀寫操作主要是通過對一線總線的位讀和位寫來完成發(fā)送命令、讀取數(shù)據(jù)、寫入數(shù)據(jù)的操作。位操作應(yīng)嚴格按照一線總線時序來進行。

     （2）識別器件

     一線總線上通�？蛇B接多個器件，可通過id號搜索與匹配命令來選擇要操作的對象。搜索是在總線上的器件id號未知情況下，通過相應(yīng)算法來獲得所有器件的id號。匹配是在總線上器件id號已知時，對某一器件進行定位。因為在當(dāng)前操作周期內(nèi)，主控制器只能對被定位的器件進行操作。

     （3）數(shù)據(jù)操作

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