i2c 和 spi 端点设备能否仅通过一根电线供电和控制?
可以提供电源和数据来运行i2c和spi端点,如湿度或温度传感器,采用单线连接,接地采用adi公司的1-wire技术科技。当使用io受限的系统时,该技术提供了一个强大的解决方案,因为主机上可能只有一个或几个引脚可用。ds28e18是桥接器件的一个很好的例子,它利用1-wire来解决一系列常见的系统挑战,如布线限制、通信距离和协议转换。
这种单线接口技术是adi公司独有的,自1980年代以来一直存在。电源和数据通过单个专用连接提供,支持广泛的应用,如本地或远程环境传感、医疗传感器或附件识别。适用于这些应用的1-wire解决方案具有操作spi或i的优势2c器件采用单触点接口,无需外部电源,具有1-wire和i的灵活性2c/spi 主控操作模式。
为了操作该接口,总共有两个触点,一个是1-wire单连接,另一个是接地连接,因此我们可以在过载模式下以11.7 kb/s和62.5 kb/s两种不同的速度进行通信。图1给出了非常简单的系统级配置,以及ds28e18如何融入系统。微控制器主机(μc)通过1-wire接口连接到ds28e18桥接器,仅使用1-wire io和接地两个连接。
图1.系统级配置
1-wire转i2带序列器和功率收集功能的 c/spi
ds28e18通信桥器的独特特性之一是,它可以收集高达10ma的电流,为外部连接的i供电。2c/spi 端点。该设备还能够驱动 i2c 和 spi 端点分别高达 1mhz 和 2.3mhz。该器件采用小型 2x3mm tdfn 封装,工作电压为 3.3v (±10%),工作在 -40°c 至 +85°c 的环境条件下。
除了1-wire接口和功能外,ds28e18还具有三个主要模块,对于与i接口至关重要。2c/spi 端点;命令序列器,用作1-wire命令和i之间的桥梁2c/spi 命令、一个带有数据以最终操作器件的 sram 模块,以及一个 i2c/spi/gpio 接口控制器。这一切都显示在下面的图 2 中。
图2.方框图
命令序列器
命令序列器处理缓冲区数据并将其存储在sram中的指定地址(一次128字节),并返回crc16供主机处理器验证数据传输。时序控制器通过将最常用的命令存储在sram中,最大限度地减少了主机的通信开销。ds28e18在sram中提供512字节缓冲器,可加载多个i信号2c 或 spi 命令。加载后,主控制器发送命令以执行序列、提供电源并从连接的 i 收集数据2c 或 spi 外设。随后的1-wire命令读取收集的传感器数据。
有三种类型的命令可用于操作此设备,它们位于图 3 的蓝色突出显示元素中,如下所示。它们是“1-wire rom功能命令”、“ds28e18器件功能命令”和“ds28e18时序控制器命令”。
图3.命令驻留位置的突出显示框图
主机启动通信,使用28-wire rom级功能命令识别和选择ds18e1桥接器件。选择后,设备功能命令用于与音序器交互。图4列出了ds1e28可用的18-wire rom和器件功能命令。有关详细信息,请参考ds28e18技术文档。
ds28e18具有144字节命令缓冲器,利用16字节进行器件功能命令操作,利用128字节将带有顺序命令的编成数据包传输到512字节sram时序器。可以调用安装在sram序列器中的形成数据包来写入和/或读取i2c/spi 数据到连接的从站。序列的最大长度为 512 字节。序列完成后,i2c/spi 从机响应使用读取序列器命令恢复。
返回的结果字节指示成功或遇到任何错误,例如收到 nack。如果结果字节指示错误,则返回两个附加字节,指示错误在序列中的位置。
时序控制器的实用程序命令通过sens_vdd引脚为端点设备提供各种功能,例如延迟和电源门控。延迟可以按顺序使用,以便为 i 留出额外的时间2c/spi 端点设备,用于执行转换或在端点通电后允许建立。延迟范围为 1 毫秒至 32 秒。提供给端点的功率从1-wire接口收集,因此主机必须在整个序列中启用强上拉。ds28e18可提供高达10ma的电流。
图 4 显示了不同命令及其在命令层次结构中的级别列表。
图4.命令层次结构
接口控制
ds28e18 的 gpio,i2c 和 spi 接口在四个引脚上多路复用,如图 5 所示。我2c 接口可配置为工作在 100khz、400khz 或 1mhz,spi 可配置为工作在 100khz、400khz、1mhz 或 2.3mhz。gpio 在配置为 spi 时不可用。
图5.gpio/i2c/spi 引脚多路复用和接口控制
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