單總線數(shù)據(jù)通信方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其是一種單總線數(shù)據(jù)通信方法。
【背景技術】
[0002] 與目前多數(shù)標準串行數(shù)據(jù)通信方式，如SPI/I2C/MICROWIRE不同，Single-Line單 總線協(xié)議采用單根信號線，既傳輸串行數(shù)據(jù)位的時鐘信號，又傳輸串行數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸 是雙向的。大多數(shù)Single-Line?器件不需要額外的供電電源，可直接從單總線上獲得足夠 的電源電流（即寄生供電方式）。它具有節(jié)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(yōu)點。
[0003] Single-Line單總線協(xié)議適用于單個主機系統(tǒng)，能夠在一條Single-Line單總線 上控制一個或多個Single-Line器件。當只有一個Single-Line器件位于總線上時，系統(tǒng)可 按照單節(jié)點系統(tǒng)操作，無須通信地址尋址操作；而當多個Single-Line器件位于總線上時， 則系統(tǒng)按照多節(jié)點系統(tǒng)操作，要求以Single-Line器件的唯一 ROM ID作為通信地址，實現(xiàn) 主機和單個Single-Line器件的數(shù)據(jù)通信。但是，目前單總線的通信方法不具備通信速率 同步功能，以致于采用很寬范圍的通信系統(tǒng)速率來彌補主機與從機基準頻率的不確定及不 可知性，因此只能單一的通信速率操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題是：提出一種能夠實現(xiàn)主從設備之間的通信速率同步的 單總線數(shù)據(jù)通信方法。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術方案為：一種單總線數(shù)據(jù)通信方法，主機通過在工作狀態(tài)的 單總線Single-Line信號上產(chǎn)生大于上電復位時間的低電平脈沖作為通信上電 復位脈沖；從機在上電復位時間t POTOTW_KesrtR執(zhí)行完成上電復位；并產(chǎn)生一個可編程調(diào)控 寬度的低電平復位完成信號作為應答脈沖；所述的主機檢測該信號值并獲取從機的基準頻 率；主機以此調(diào)整自身的基準頻率與從機通信速率同步。
[0006] 本發(fā)明所述的可編程調(diào)控寬度的低電平復位完成信號由可編程調(diào)控寬度的低電 平復位完成信號器產(chǎn)生；所述的可編程調(diào)控寬度的低電平復位完成信號器連接有邏輯判斷 電路；所述的邏輯判斷電路檢測并判斷Single-Line信號是否為上電復位脈沖。當確認上 電復位脈沖后，可編程調(diào)控寬度的低電平復位完成信號器產(chǎn)生一個低電平復位完成信號， 主機通過檢測該低電平復位完成信號，來獲取從機的基準頻率，這樣主機就完成了通信速 率同步，從而會以此調(diào)整自己的基準頻率同步從機。
[0007] 本發(fā)明所述的邏輯判斷電路的輸入端連接低功耗頻率發(fā)生器；低功耗頻率發(fā)生器 產(chǎn)生較低頻時鐘信號用作基準頻率。上電復位脈沖電路工作于半導體器件的弱逆向（Weak Inversion)工作狀態(tài)，這是工作電流最低的工作狀態(tài)。上電復位脈沖電路一直處于工作狀 ??τ O
[0008] 本發(fā)明所述的低功耗頻率發(fā)生器、邏輯判斷電路以及可編程調(diào)控寬度的低電平復 位完成信號器由電源及低壓差線性穩(wěn)壓器LDO供電。
[0009] 單總線上的所有通信都是從通信復位開始，包括：主機發(fā)出的通信復位脈沖及 Single-Line器件的應答脈沖：
[0010] 1)當從機發(fā)出響應主機的應答脈沖時，即向主機表明它處于總線上，且工作準備 就緒；在主機初始化時，主機通過拉低單總線，以產(chǎn)生Tx通信復位脈沖；主機釋放總 線，并進入接收模式Rx;
[0011] 2)當總線被釋放后，外部上拉電阻將單總線拉高；通信工作時鐘T由配置寄存器 的分頻系數(shù)來設定；
[0012] 3)在單總線器件檢測到上升沿后，保持高電平繼續(xù)延時，Single-Line器件通過 拉低總線t PI1，以產(chǎn)生應答脈沖；
[0013] 4)單總線被釋放，被外部上拉電阻又拉回到高電平；之后，主機可以開始ROM命令 的傳輸。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：
[0015] 1、主機會以此調(diào)整自己的基準頻率，大大提高主機在通信操作中采樣的可靠性及 靈活性，從而提尚系統(tǒng)可靠性；
[0016] 2、因為主機與從機的基準頻率可預知，可以精確定義數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)頻率及范圍， 從而可以在有限的頻帶范圍內(nèi)擴展數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)速率，由原先單一的通信速率提升到可編 程調(diào)控的通信速率，大大提高系統(tǒng)功能；
[0017] 3、精確定義數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)頻率及范圍可以帶來低功耗的電路設計，因為可預知的 基準頻率使電路邏輯操作簡單易行。
【附圖說明】
[0018] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0019] 圖1是本發(fā)明上電復位時序圖；
[0020] 圖2是通信復位脈沖和應答脈沖時序圖；
[0021] 圖3是上電復位脈沖電路的電路原理框圖；
[0022] 圖4是主機讀/與時隙的時序不意圖；
[0023] 圖5是ROM功能流程圖；
[0024] 圖6是ROM功能流程圖續(xù)圖。
【具體實施方式】
[0025] 現(xiàn)在結合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的 示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。
[0026] Single-Line總線系統(tǒng)由一個單總線主機和一個或多個從器件組成。在任何情況 下，總線主機通常是一個微控制器。Single-Line協(xié)議根據(jù)特定時隙中總線的狀態(tài)工作，這 些特定時隙始于總線主機發(fā)出的同步脈沖的下降沿。由于Single-Line總線系統(tǒng)只有一條 數(shù)據(jù)線，為使上述操作易于實現(xiàn)，總線上的每個器件需要具有漏極開路或三態(tài)輸出口，而從 器件的Single-Line端口采用的是漏極開路輸出。
[0027] Single-Line總線的空閑狀態(tài)為高電平。如果由于某種原因需要暫停工作，稍 后還能恢復工作的話，必須將總線置于空閑狀態(tài)。否則，如果總線保持低電平的時間超過 480 μ S (缺省值T = 15us)或32T (其他通信速率）時，總線上的所有從器件將被復位。
[0028] Single-Line器件在初次上電時，會自動執(zhí)行內(nèi)部的上電復位，包括器件內(nèi)部配 置數(shù)據(jù)的自動加載、通信速率重新準備自校準等操作。在器件完成上電復位之后，如果想 在后續(xù)操作中重新進行上電復位操作，則主機可以通過在Single-Line信號上產(chǎn)生大于 典型值I. 5ms)時間的低電平脈沖，從而讓Single-Line器件再次執(zhí)行上電復位 操作。器件在規(guī)定的時間（tEx_te_Keset)內(nèi)執(zhí)行完成上電復位后，將產(chǎn)生12T寬度（t PmreriM) 的低電平復位完成信號（也可以通過配置寄存器設置為Disable，從而禁止器件響應復位 完成信號）。Single-Line器件上電復位時序見圖1。
[0029] 而單總線上的所有通信都是從通信復位開始，包括：主機發(fā)出的通信復位脈沖及 Single-Line器件的應答脈沖，如圖2所示。當Single-Line從機發(fā)出響應主機的應答脈沖 時，即向主機表明它處于總線上，且工作準備就緒。在主機初始化過程，主機通過拉低單總 線t K@t，以產(chǎn)生（Tx)通信復位脈沖。接著，主機釋放總線，并進入接收模式（Rx)。當總線 被釋放后，外部上拉電阻將單總線拉高。Single-Line器件的通信工作時鐘T由配置寄存器 的分頻系數(shù)來設定，即T = 3x[S2:S0+l]xl. Ous。在Single-Line單總線器件檢測到上升沿 后，保持高電平繼續(xù)延時tPDH( = 2T)，接著Single-Line器件通過拉低總線?ΡΙΛ( = 8T)，以 產(chǎn)生應答脈沖，之后單總線被釋放，被外部上拉電阻又拉回到高電平，至少保持6Τ時間。因 此，整個Single-Line從機應答周期至少t Pulse_Drtert= 16Τ。在此時間之后，主機就可以開始 ROM命令的傳輸了。如果需要更高精度的通信時間匹配，主機可以通過測量Single-Line器 件的應答tPIJ = 8T)低電平脈沖，以此調(diào)整當初產(chǎn)生的通信復位脈沖時間tK_t，以及讀位 時序時的采樣時間點。一旦從器件成功撲捉到了主機發(fā)過來的通信復位低電平脈沖，從機 將以此設定Single-Line的通信速率，不再變更通信速率，直到接收到上電復位脈沖或重 新上電為止。Single-Line器件的應答脈沖，也可以通過配置寄存器設置為Disable，從而 禁止器件產(chǎn)生應答脈沖信號。上電復位脈沖電路的電路如圖3所示。
[0030] 在主機檢測到應答脈沖后，就可以發(fā)出ROM命令。這些命令與各個Single-Line器 件的唯一 64位ROM代碼相關，允許主機在單總線上連接多個Single-Line器件時，指定操 作某個Single-Line器件。這些命令還允許主機能夠檢測到總線上有多少個Single-Line 器件以及其設備類型，或者有沒有設備處于報警狀態(tài)。Single-Line器件可能支持5種ROM 命令（實際情況與具體型號有關），每個命令代碼長度為8位。主機在發(fā)出功能命令之前， 必須送出合適的ROM命令。ROM命令的操作流程如圖5、圖6所示。
[0031] 下面對一些ROM命令的功能做簡單的介紹，以及使用在何種情況下。
[0032] ?搜索 Search ROM [F0h]
[0033] 當系統(tǒng)初始上電時，主機