概况
Dallas的l—Wire为外设器件沿着一条电
连接线进行双向数据传输提供了一种简单的方案，任何l—Wire系统都包括一台主机和一个或一个以上的从机，它们共用一条数据线。这条数据线被地址、控制及数据信息复用。大多数器件完全靠从数据线上获得的电源供电，个别器件在条件许可情况下由本地电源供电。当数据线为高电平时，电荷存储在器件内部；数据线为低电平时，器件利用这些电荷提供能量。多个器件通过一个端口连接到微处理器，1—Wire器件具有以下功能：数据存储(NVRAM、EPROM、EEPROM)；读取或记录温度、电压、可变电阻、计数；控制与检测及与其它系统的接口；计时以及加密等功能。
基本的特点
1—Wire器件基本的特点是：每个器件都有一个在工厂激光刻制的地址(序列号)，任何器件的地址不会重复，也就是说：每个器件的序列号是的。这样，任何器件都能够从众多或许是挂接在同一总线上的器件中挑选出来。由于一个、两个甚至十几个1—Wire器件共享一条数据线进行通信，这就需要一种二进制查询算法以便查找总线上的器件。一旦知道每个器件的地址，就可利用该地址选择任何一个器件进行通信。
1—Wire采用线或配置，主机为漏极开路输出、由一个电阻上拉至3V或5V。从机为漏极开路输出，只能将总线下拉至低电平。
数据波形与速率
1-Wire数据波形类似于脉冲宽度调制信号，主机发出复位信号(保持低电平的周期长) 同步整个总线。然后，由主机启动每一位数据时隙，利用宽脉冲或窄脉冲实现写0或写1。读取数据时，主机用窄脉冲启动时隙，从机将数据线保持在低电平、展宽低电平脉冲返回逻 辑“0”，或保持脉宽不变返回逻辑“1”。
大多数1—Wire器件支持两种数据速率，较低的数据速率(标准)约为14kbps，较高的数据速率大约为140kbps，目前正在研制可提供高达1Mbps数据速率的器件。协议采用自定时和允许很长的位间延迟，易于实现软件中断，
数据通信
任何数据通信首先要为后续通信选择从机器件，可以根据需要选择所有的从机或某个特定的从机(利用器件的序号)，也可以按照二进制查询算法选择下一个总线上的从机。一旦选定某个器件，其它器件将脱离总线，在下复位之前不参与后续通信选定某个器件后，主机可以发送器件特定的指令，发送数据给该器件或从该器件读取数据。
编码
每个从机器件的ID中有8位类型码，类型码对应于器件的类型。由于不同类型的器件具有不同的功能，该编码可用于选择器件控制或查询的规则。不同类型的器件功能不同、应用目的也不同，因此也对应有不同的协议。
由于从机可能会有一些定时处理或监视真实世界(异步)中的信息，它们有时需要获得主机的快速响应。由几十个从机中利用的ID呼叫各个从机、然后读取其内部寄存器，因工作速度较低会加重了CPU负担。又有一种称为条件查询的特殊器件查询方式也可达到这一目的，在这种查询方式中从机器件只有在满足一定条件或发生某一事件与预定规则相符时才会被搜索到。主机按照一定的间隔实现这种条件查询，任何被查找到的器件都是需要提供在线服务的器件。
绝大多数1—Wire器件提供经久耐用的不锈钢封装，尺寸相当于叠在一起的四枚一角硬币，称其为出iButton’有些iButton内部带有微型锂电池，为内部实时时钟或数据记录仪供电，可保持NVSRAM内的数据或配置信息达十年之久。有些iButton采用EEPROM，无需备用电池。这些不锈钢iButton的序列号被光刻在盖子上，以便用户识别。许多1—Wire器件还提供标准的SOIC、TSOC或TO封装，便于安装在PC 板上。另外，有些器件还可提供倒装芯片。
1-Wire外设包括各种PC机串口或并口适配器、插座、表链、固定器及多种iButto配件。
1-Wire各类器件及技术应用
DS2401、DS2409特征及在计算机检测在自动仑储系统货位虚实识别中的应用
DS2401特征货位虚实的检测：
1-Wire器件中的DS2401为尺寸极小(1。3mm×0。6mm)的
电子序列号，是1-Wire器件中简单的一种，属可寻址开关。利用DS2401可以为货位贴上一个的电子标签。每个器件都由工厂激光预刻了一个的、不可更改的64位序列号，即它内部有64位串行码组成的8字节的标识码。个字节表示1-Wire器件类型；接下来的6个字节是其的地址码，使得同类具有248种地址码，以保证在微局域网上不会产生节点地址冲突；一个字节是CRC校验码，以供主机在读地址是判断是否发生传输错误。因此，如需判断某开关的开闭状态时，主机只要读与开关相连的的DS2401地址码即可，若读到器件的地址码，说明该开关处于闭合状态，其货位为实；否则说明开关处于断开状态，其货位为虚。这样就实现了的货位检测。因为在此，每一个1-Wire器件的DS2401可寻址开关，代表着一个货位。
用于货位虚实的检测
该法它适用了对于货位要求更高和可靠性高的场合，即在的每个货位上安装一个开关，开关可以是机械、光电、磁或其它原理的。但问题是大量的开关与识别装置（计算机）的联线是比较烦恼之事。因此，限度减少联线的数目是该方法的关键。为此，采用当代型的一线（网络）法(1-Wire Net) ，可谓是一种性能价格比较好的设计方案。
* DS2401组成的一线（网络）法(1-Wire Net)
该技术也称为微局域网(Micro LAN)，是由总线主机(BUS Master)、数据线---普通双绞线(及其扦接件)和1-Wire器件等三类设备所构成廉价网络，见图3所示。在总线主机与1-Wire器件之间双向（半双工）传递信号和给1-Wire器件供电仅靠一根线(普通双绞线---数据线)，1-Wire Net因此而得名。一线网络对总线主机的要求不高，任何标准微处理器都可作为总线主机，如晶振频率1.8MHz以上的8051系列
单片机、具有115.2kpbs UART的微型计算机(PC)等。
* 货位为巨量对时的电子标签的使用：
当DS2401 1-Wire器件的数目(n)超过98时，则必须使用1-Wire扩展器件DS2409 (MicroＬＡＮ Ｃｏｕｐｌｅｒ)，见图4所示，这样使得可使用的1-Wire器件数目几乎没有限制。这样只要在自动仑储系统中的每个货位上安装含６４Ｋ ＥＥＰＲＯＭ的可寻址开关1-Wire器件，也等于给货位加上了一个可读／写的电子标签。这样，电子标签中不仅包含货位的虚实状态，而且还可包含货物其它信息，例如在货位的适当位置安装数字温度传感器，可以了解货位的温度。
从上应用可看出，用新型的新型1-Wire的DS2401与DS2409设及其组成的一线（网络）法不仅在于货位虚实的探测并将联线数目减到，而且还可进一步扩展其它用途。
数字温度传感器DSl8B20、DSl8C20或DSl822特点和在多路温度巡迥监控系统中通信接口的应用
1-Wire(一线制)数字温度传感器己被广泛应用于各工业控制与捡测的设备仪器之中，但如何应嵌入与连接在系统之术是设计人员所关切的技术问题。
先述数字温度传感器DSl8B20、DSl8C20或DSl822糸列的特点。该糸列是业内更高(±5℃)的1-Wire多点数字温度传感器，其特点是：
*具有1-Wire数字接口
*的64位序列号
*宽广的温度测量范围为-55℃至+125℃
*具有非易失用户(2字节EEPROM)可编程触发点的过热告警
*测量分辨率可由用户配置为9至12位
*封装形式包括TO-92，150mil8脚SOIC和倒装片
DSl8x20或DSl822温度传感器内部结构图见图5所示。
目前有数种方法，可将1-Wire器件数字温度传感器，如DSl8B20、DSl822或DSl8S20与微控制器接口。这些方法包括：从简单的硬件、软件方案，到串行接口芯片(如DS2480)及Dallas 1-Wire ASIC即(将经过整合的半导体超高规模集成电路硬件描述语言1-Wire主控器制造成专用集成电路)等。值此，只简述了一种简单的硬件解决方案，可实现微控制器和任意个数的DSl8x20或DSl822温度传感器之间的1-Wire通信。
采用多个1-Wire温度传感器时的硬件配置，该硬件很简单。一线制(1—Wire)总线向所有的器件既提供通信连接，又提供工作电源。总线电源经由一个连接于3V至5.5V电源端的4.7KΩ上拉电阻提供。由于每个器件具有的64位ROM识别码，所以挂接在总线上的1-Wire器件数量几乎不受限制。多个1-Wire温度传感器通过1-Wire总线与采用DS5000糸列(与MCS—8051单片机兼容)的微控制器相接口。
以上是新型多点1-wire数字温度传感器与微控制器硬、软件接口简易的设计方案，经过多路温度巡迥监控系统在现场采集、检测的使用，其特点是具有较高的性能比，即程式简单、检测准确、使用方便可靠。
DS 1963SiButton(钮扣型)在加密封电子标记的应用
当前新型加密封电子标记产品种类及应用为数不少，值此仅简介一例，以使人们对加密电子标记其特性与结构有所了解，避免看不见模不着的神密感，也有利于公共安全观的增强。
关于DS 1963SiButton(钮扣型)
Dallas Semiconductor的DS 1963SiButton(钮扣型)是一种加密封电子标记，能够满所有的这些要求。每个标记具有统一的、工厂激光刻度的64位身份识别号，512字节、锂钟电池备份的NV RAM数据
存储器，以及8组64位保护密码。所有这些装配于一个小型的、牢固的不锈钢壳体内。与主机双向通信由单根数据线完成，速率高达 140kbs，在500us以内就可完成内部的S H A－l算法。如果通过穷举方式，64位密码需要大约9，2 2 3 000 ，000 000，000，000次尝试才能破译，因而，采用穷举方式难度很大是不现实的。ibutton能够象珠宝一样配带，也可以附着在ID卡或徽章上，还可以象钥匙一样携带。它可以放置于容器、柜子、产品或运输色装中。当然它还可以嵌入到一个元件内或电路板上。
Dallas Semiconductor 的 DS19615SiButton 是DS 1963 S的 EEPROM类型。它具有 128字节的存储器，提供一种写保护方式，在保扩方式被修改之前，主机须通过SHA。
DS 1963S还具有协处理器的能力，在售货和收费系统中，主机端的处理能力和速度通常是有限制的。当作为协处理器使用时，DS1963 S能够安全地存储和保护系统密码，快速地执行S HA－ l算法，安全地存储收到的资金，以及提供一个鞋一的系列号，以识别是哪个收费箱或售货机。作为协处理器，DS1963Sibutton还能够保存主机所用的关键配置和价格数据。这样主机的任务大大降低，只是简单地在iButton之间移动数据。电子钞票系统已经证实，采用这里描述的所有安全特性，执行金融交易的时间小于50ms。
DS2432 1-Wire (一线制)1K位EEPROM电子加密标记
其芯片内部组成见图7所示。所谓1-Wire(一线制)是用单根总线向器件(芯片DS2432)既提供通信连接又提供工作电源。而单根总线电源可由2.8V至5.25V电源端经由4.7kΩ上拉电阻Rpu提供(见图7所示)，并且有宽广的工作范围：2.8V至5.25V，-40℃至+85℃；而标记芯片DS2432与主机(up微处理器)也只是用单根数据线完成与主机双向通信。
该标记也具有的、工厂激光刻度的64位ROM身份识别号；1K位EEPROM数据存储器以及1组64位保护密码。之所以它具有安全保障特性，是因为采用散列加密算法(SHA-1)为所存储的数据提供质询/响应保护。DS2432的SHA-1安全特性提供了一个低成本的电子手段来保护的知识产权；对大批量消费产品进行售后积跟踪；实现一个小型的电子支付系统；或者是作为一个防窜改的数据载体，其执行160位SHA-1算法只需1ms。当然DS2432也可用于两个独立的、远离的系统通时公用网络进行相互识别和安全地进行数据交换。
用1-Wire DS2409高边开关及技术在构建选择-点亮系统-“钥匙柜”中的应用
为那些需要在行或列矩阵中挑选某个项目(如从橱柜中寻找某把钥匙)的应用提供了一个有趣的通用实例，例如，假定某人想从储藏柜中取一把钥匙。在计算机出现之前，需要为每把钥匙佩带一个手写的标签，而且要挂在橱柜的适当位置。索取钥匙时，需核对钥匙的标签或确知钥匙在橱柜的存放位置。钥匙用完后必须放回原位，一旦钥匙放错位置就要逐个核查钥匙标签、直至找到所需钥匙并将其放在合适位置为止。
设计思想
现在，利用计算机或up数据总线(DATA)主控可以保持跟踪“钥匙”的去向，而不必顾虑钥匙是否放到了确切位置。这种系统的基本原理是每把钥匙有一个的识别号(1D--identification)，例如，为每把钥匙地配备(或嵌入)一个计算机可读的具有硅序列号的1-Wire芯片，即美国DALLAS公司产的DS2401芯片。查找某把钥匙时，主机将钥匙存放位置的LED点亮。这样钥匙放回橱柜时可以放在任意位置，因为DATA总线主控可通过读取其的ID号确定它的存放地址。保存钥匙的空间阵列可应用微型区域性网络耦合器--DS2409和双路可寻址开关---DS2406来构成。其DS2409用于选择行地址，而DS2406用于选择列地址。
“钥匙柜”组成
应用两片DS2409高边开关(指与+5V相连称为高边)选择两行中的某一行，单片DS2406双路低边开关(指与地相连称为低边)与列选择电路功能相同，图8中画出了一组简单的2x2 LED阵列，通过总线(DATA)主控寻址为选中的交叉点提供视觉指示。相应增加DS2409和／或DS2406的芯片数可以很容易地增加行或列地址，扩展X轴或Y轴的矩阵规模。按照这种方法，一个M x N阵列的尺寸仅受总负载的限制，原理图8中的iButton端口可以是接受器(探测器)、甚至用于线路板安装的焊装连接器DS9098P等。
系统工作
系统工作时，主机选择DS2409辅助输出(AUX)控制感兴趣的行地址，对应于DS2406的列输出与行地址相交于钥匙所在的位置。比如，如果上端DS2409的辅助输出(引脚4 )AUX和DS2406输出(引脚6)的B开关输出同时接通，则选中位置在右上角。位于所选行与列的交叉点处的iButton端口被连接到主机上，主机可以读取位于该点的钥匙(见图1中的N符号)上的1—Wire芯片ID序列号(如果存在的话)。为了提供查询点的视觉指示，主机将选中的DS2409的辅助输出AUX切换到主输出MAN(引脚3)，在确认状态下，DS2409的CONT引脚(引脚5)与地接通，则对应的PMOS晶体管的栅极接地、管子导通。晶体管一旦导通，电源施加在所选交叉点的LED上，LED被点亮(其通路为：+5V--PMOS/sd—LED--DA2406/B--地GND)。必要时还可重复切换DS2409的辅助输出AUX与主输出MIN，使选中的LED处于闪烁状态，提供更强的视觉效果。当所有DS2409的主输出MIN接通时，DS2406所选列上挂接的所有LED被点亮；换言之，如果所有的DS2406导通，则由DS2409所确定的行地址上所有的LED被点亮；如果选中所有的行和列，则整个阵列被点亮，这种状况可以作为验证系统功能的一个便利测试方法。
1-Wire器件应用前景
由于Dallas的1-Wire器件是具有集成度高、功能丰富而外接简单的单总线网络器件，因而无论在自动化糸统或者是通信工程及金融安全等领域应用非常广泛，又由于使用方便、体积小等特点，故既适合各类糸统开发又适用于智能化或小型
仪器仪表的制造，因此很受设计者及制造厂商的欢迎。
