摘要

本應用筆記介紹了使用DS28E18 1-Wire 到I(2)C/SPI橋接器與命令序列器的基礎知識，并討論了快速啟動和運行的步驟。然后演示如何在兩個不同的設備上使用該設備。第一個設備是I(2)C濕度/溫度傳感器，第二個是SPI溫度傳感器設備。最后給出了每個命令的詳細日志。

介紹

本應用筆記討論了如何快速啟動DS28E18。然后簡要介紹一些簡化的基于ds28e18的系統(tǒng)。它還概述了系統(tǒng)的操作流程，并演示了一些實際的例子與I(2)C和SPI溫度傳感器裝置。有關詳細的設備操作和規(guī)格，請參閱DS18E18數(shù)據(jù)表。I(2)C器件采用盛思銳SHTC3, SPI器件采用Maxim Integrated MAX31723。

DS28E18-Based系統(tǒng)

DS28E18用于兩種類型的系統(tǒng):

• 單個DS28E18連接到1線控制器(圖1和2)。圖1顯示了I(2)C器件，圖2顯示了SPI器件。

• 第二種類型的系統(tǒng)可以有多個DS28E18共享同一1線總線連接到1線總線控制器(圖3)。

所有這些數(shù)字都被簡化以顯示概念。請參閱DS28E18數(shù)據(jù)表了解實現(xiàn)細節(jié)。

DS28E18操作步驟

DS28E18的基本操作分為兩個步驟:

1. 初始化DS28E18。

2. 與連接設備通信:

1. (2) C接口

2. SPI接口

在進入細節(jié)之前，讓我們看看使DS28E18成為多功能設備的基本步驟。經(jīng)過驗證和真正的1-Wire接口可用于構(gòu)造和寫入多達512字節(jié)的序列到其序列器內(nèi)存。它由命令和控制來操作附加的I(2)C或SPI設備。寫入到測序器的數(shù)據(jù)可以被回讀以驗證它是否被正確寫入。然后可以將測序數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的I(2)C或SPI設備。DS28E18發(fā)送命令，讀取響應，然后將其存儲在其序列存儲器中。然后可以通過返回指定的測序器位置來檢索所存儲的數(shù)據(jù)。圖4顯示了簡化的數(shù)據(jù)流。

初始化DS28E18

設備的初始化步驟如圖5(單個DS28E18的系統(tǒng))和圖6(在1-Wire總線上具有多個DS28E18的系統(tǒng))所示。

初始化DS28E18

步驟1． 通過發(fā)送一個虛擬的Write GPIO Configuration (83h)命令(忽略結(jié)果)來填充1-Wire線上所有設備的唯一ROM ID。

1-線命令發(fā)送:RP CC 66 05 83 0B 03 A5 0F [75] [02] AA

解釋:

RP:復位脈沖
CC:跳過ROM
66: Command Start
05:字節(jié)數(shù)
83:寫GPIO配置
0B:設置訪問GPIO控制寄存器
03:只允許值
A5: GPIO_CTRL_HI值
0F: GPIO_CTRL_LO值
75: CRC16_1
02: CRC16_2
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果:[FF] [01] [77] [BE][49] -忽略失敗

步驟2． 執(zhí)行搜索ROM命令查找連接到總線上的每個DS28E18設備。

本例中，1-Wire總線連接一臺設備，ROM ID為:56708E0000000043

步驟3． 下發(fā)Write GPIO Configuration Command，將GPIO設置為已知狀態(tài)。

1-線路命令發(fā)送:RP 55 56 70 8E 00 00 00 00 43 66 05 83 0B 03 A5 0F [75] [02] AA

解釋:

RP:復位脈沖
55:匹配ROM
下8字節(jié):目標設備ROMID
66: Command Start
05:字節(jié)數(shù)
83:寫GPIO配置
0B:設置訪問GPIO控制寄存器
03:只允許值
A5: GPIO_CTRL_HI值
0F: GPIO_CTRL_LO值
75: CRC16
02: CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果:[FF] [01] [AA] [7E] [10]

解釋:

FF:虛擬字節(jié)
01:長度字節(jié)
AA:結(jié)果字節(jié)-成功
7 e: CRC16
10: CRC16

步驟4． 發(fā)出設備狀態(tài)命令清除POR狀態(tài)位。

1-發(fā)送的線路命令:RP 55 56 70 8E 00 00 00 00 43 66 01 7A [9F] [93] AA

解釋:

RP:復位脈沖
55:匹配ROM
下8字節(jié):目標設備ROMID
66: Command Start
01:字節(jié)數(shù)
7A:設備狀態(tài)命令
9 f: CRC16
93: CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果(FF): [05] (AA) [02] [00] [00] [00] [E6] [0]

解釋:

FF:虛擬字節(jié)
05:長度字節(jié)
AA:結(jié)果字節(jié)-成功
02: POR已經(jīng)發(fā)生
00:設備版本
00: MANID [0]
00: MANID [1]
E6: CRC16
0 a: CRC16

步驟5． 執(zhí)行Read Configuration命令檢查現(xiàn)有設備設置。

1-發(fā)送的線路命令:RP 55 56 70 8E 00 00 00 43 66 01 6A [9E] [5F] AA

解釋:

RP:復位脈沖
55:匹配ROM
下8字節(jié):目標設備ROMID
66: Command Start
01:字節(jié)數(shù)
6A:讀配置命令
9 e: CRC16
5 f CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果:[FF] [02] [AA] [01] [E1] [5F]

解釋:

FF:虛擬字節(jié)
02:長度字節(jié)
AA:結(jié)果字節(jié)-成功
01:配置寄存器值

• 普羅特:我(2)C

• 不要忽視

• SPD: 400 kHz

7 e: CRC16
10: CRC16

步驟6． 這個DS28E18已經(jīng)設置為I(2)C模式。但是，作為練習，讓我們將I(2)C速度設置為1MHz。讓我們也做一個讀取配置來驗證，然后展示如何將設備設置為SPI模式。

在本例中，總線上有一個設備。因此，Skip ROM在以下一些命令中使用。

寫配置命令設置I(2)C速度為1MHz

1-Wire命令發(fā)送:RP CC 66 02 55 02 [FE] [26] AA

解釋:

RP:復位脈沖
CC:跳過ROM(在總線上有一個設備，可以使用跳過ROM命令。)
66: Command Start
02:字節(jié)數(shù)
55:寫配置命令
02:配置寄存器

• 普羅特:我(2)C

• 不要忽視

• SPD: 1mhz

菲:CRC16
26日:CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果:[FF] [01] [AA] [7E] [10]

解釋:

FF:虛擬字節(jié)
01:長度字節(jié)
AA:結(jié)果字節(jié)-成功
7 e: CRC16
10: CRC16

讀取配置命令以驗證速度現(xiàn)在設置為1MHz

1-發(fā)送的線路命令:RP 55 56 70 8E 00 00 00 43 66 01 6A [9E] [5F] AA

解釋:

RP:復位脈沖
55:匹配ROM
下8字節(jié):目標設備ROMID
66: Command Start
01:字節(jié)數(shù)
6A:讀配置命令
9 e: CRC16
5 f CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果:[FF] [02] [AA] [02] [A1] [5E]

解釋:

FF:虛擬字節(jié)
02:長度字節(jié)
AA:結(jié)果字節(jié)-成功
02:配置寄存器值

• 普羅特:我(2)C

• 不要忽視

• SPD: 1mhz

A1: CRC16
5 e CRC16

寫配置命令設置DS28E18為SPI模式

1-線路命令發(fā)送:RP CC 66 02 55 38 [7E] [35] AA

解釋:

RP:復位脈沖
CC:跳過ROM(在總線上有一個設備，可以使用跳過ROM命令。)
66: Command Start
02:字節(jié)數(shù)
55:寫配置命令
38:配置寄存器

• 防:SPI

• Spi模式:3

• SPD: 100 kHz

7 e: CRC16
35: CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果:[FF] [01] [AA] [7E] [10]

解釋:

FF:虛擬字節(jié)
01:長度字節(jié)
AA:結(jié)果字節(jié)-成功
7 e: CRC16
10: CRC16

DS28E18初始化完成。

與已連接的設備通信

現(xiàn)在讓我們看兩個不同的與連接設備通信的例子。第一個器件是盛思銳SHTC3溫濕度傳感器，第二個器件是MAX31723溫度傳感器。圖7顯示了與已連接的傳感器設備的一般通信流。

盛思銳shtc3i (2)C溫濕度傳感器

以下是SHTC3設備的一些亮點:

• I(2)C通信:I(2)C地址的16進制形式為:寫為0xE0，讀為0xE1。

• 使用以下命令順序測量傳感器數(shù)據(jù):

• 告警解釋(2)- 0x3517

• 最大喚醒時間是240us -讓我們使用1ms。

• 測量(2)- 0x5C24(先讀取RH。正常模式)。

• 正常模式下的最大測量等待時間為12.1 ms -讓我們使用16ms。

• 等待Measure命令發(fā)出后的測量等待時間。然后捕獲并回讀6字節(jié)的數(shù)據(jù)。

• 前兩個字節(jié)首先是濕度MSB。

• 第三個字節(jié)是濕度CRC。

• 第4和第5個字節(jié)首先是溫度數(shù)據(jù)MSB。

• 第6個字節(jié)是溫度CRC。

根據(jù)實測原始數(shù)據(jù)計算濕度和溫度值的公式如下:

以下是測量的完整流程和解釋。計算值顯示在流程的末尾。

與盛思銳SHTC3設備通信。命令流程示例

將DS28E18初始化為I(2)C模式，1MHz，不忽略NACK。

步驟1． 構(gòu)建命令序列并編寫序列器。

1. 發(fā)送喚醒命令0x3517

2. 日志含義發(fā)送度量命令0x5C24

3. 回讀6字節(jié)的數(shù)據(jù)

1-發(fā)送的線路命令:RP CC 66 22 11 000 000 02 E3 03 E0 35 17 03 DD 00 02 E3 03 E05 c 24

03 dd 04 02 e3 01 e1 d4 06Ff, Ff, Ff03 [b9] [f8] a

解釋:

RP:復位脈沖
CC: Skip ROM(總線上有一個設備，可以使用Skip ROM命令。)
66: Command Start
22:字節(jié)數(shù)
11:寫Sequencer命令
00: ADDR_LO
00: ADDR_HI
02: I(2)C Start -這是測序器數(shù)據(jù)的開始
E3: I(2)C寫入數(shù)據(jù)- DS28E18音序器命令
03:寫長度-字節(jié)數(shù)-發(fā)送到SHTC3的3個字節(jié)
SHTC3 I(2)C寫地址
35: SHTC3喚醒命令字節(jié)1
17: SHTC3喚醒命令字節(jié)
03: I(2)C停止
DD: DS28E18延遲命令- SHTC2喚醒延遲
00:延遲1ms
02: I(2)C啟動
E3: I(2)C寫入數(shù)據(jù)- DS28E18音序器命令
03:寫長度-字節(jié)數(shù)-將發(fā)送到SHTC3的3個字節(jié)
SHTC3 I(2)C寫地址
5C: SHTC3測量命令字節(jié)1
24: SHTC3 Measure命令字節(jié)
03: I(2)C停止
DS28E18延遲命令- SHTC2測量延遲
04:16毫秒延遲
02: I(2)C開始
E3: I(2)C寫入數(shù)據(jù)- DS28E18音序器命令
01:寫長度-字節(jié)數(shù)- 1個字節(jié)將被發(fā)送到SHTC3
E1: SHTC3 I(2)C讀地址
D4: DS28E18 I(2)C讀取數(shù)據(jù)命令
06:要讀取的字節(jié)數(shù)
FF:字節(jié)1的占位器- DS28E18將讀取數(shù)據(jù)并將其放在這里
FF:字節(jié)2的占位符
FF:字節(jié)3的占位符
FF:字節(jié)4的占位符
FF:字節(jié)5的占位符
FF:字節(jié)6的占位符
03: I(2)C停止-音序器到此結(jié)束
B9: CRC16
F9: CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果:[FF] [01] [AA] [7E] [10]

解釋:

FF:虛擬字節(jié)
01:長度字節(jié)
AA:結(jié)果字節(jié)-成功
7 e: CRC16
10: CRC16

步驟2． 發(fā)出Read Sequencer命令回讀數(shù)據(jù)。

1-發(fā)送命令:RP CC 66 03 22 00 3E [D6] [69] AA

解釋:

RP:復位脈沖
CC:跳過ROM(在總線上有一個設備，可以使用跳過ROM命令。)
66: Command Start
03:字節(jié)數(shù)
22:讀取Sequencer命令
00: ADDR_LO
3 e: SLEN: ADDR_HI
D6: CRC16
69: CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果(FF): [20] (AA) [02] (E3) [03] (E0) [35] [17] [03] (DD) [00] [02] (E3) [03] [E0] c [5] [24] [03] (DD) [04] [02] (E3) [01] (E1) (D4) [06] (FF) (FF) (FF) (FF) (FF) (FF) [03] [14] (F1)

數(shù)據(jù)回讀:

[02] (E3) [03] (E0) [35] [17] [03] (DD) [00] [02] (E3) [03] [E0] c [5] [24] [03] (DD) [04] [02] (E3) [01] (E1) (D4) [06] (FF) (FF) (FF) (FF) (FF) (FF) [03]

步驟3． 發(fā)出Run Sequencer命令來執(zhí)行序列。如果序列器構(gòu)造不正確，此命令將出錯。

1-Wire命令發(fā)送:RP CC 66 04 33 00 3E 00 [18] [DD] AA

解釋:

RP:復位脈沖
CC:跳過ROM(在總線上有一個設備，可以使用跳過ROM命令。)
66: Command Start
04:字節(jié)數(shù)
讀取Sequencer命令
00: ADDR_LO
3 e: SLEN_LO: ADDR_HI
00: SLEN_HI
18: CRC16
弟弟:CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果:[FF] [01] [AA] [7E] [10]

解釋:

FF:虛擬字節(jié)
01:長度字節(jié)
AA:結(jié)果字節(jié)-成功
7 e: CRC16
10: CRC16

現(xiàn)在讓我們看看在sequencer中有什么，以及當Run sequencer命令發(fā)出時發(fā)生了什么。

因此，當發(fā)出Run Sequencer命令時，將執(zhí)行這個完整的數(shù)據(jù)序列。指示SHTC3喚醒，進行測量，并將結(jié)果發(fā)回DS28E18。DS28E18接收數(shù)據(jù)并將其存儲在表1所示的占位符字節(jié)中。

步驟4． 發(fā)出Read Sequencer Command從DS28E18測序器地址0x0018到0x001D讀取存儲的濕度和溫度數(shù)據(jù)。

1-線命令發(fā)送:RP CC 66 03 22 18 0C [5D] [BC] AA

解釋:

RP:復位脈沖
CC:跳過ROM(在總線上有一個設備，可以使用跳過ROM命令。)
66: Command Start
03:字節(jié)數(shù)
22:讀取Sequencer命令
18: ADDR_LO
0 c: SLEN: ADDR_HI
5 d: CRC16
公元前:CRC16
AA:釋放字節(jié)

結(jié)果:(FF) [07] (AA) [73] (CB) [3] [65] [38] (DF) [54] [5 f]

從測序器回讀6字節(jié):[73][CB][3A][65][38][DF]

步驟5． 計算濕度和溫度。

傳感器RH數(shù)據(jù)= 0x73CB = 29643d

傳感器T數(shù)據(jù)= 0x6538 = 25912d

相對濕度(%RH)= 100 × (29643/65536) = 45.23%

溫度=-45 + 175 ×(25912/65536) = 24.19°C

Maxim集成MAX31723 SPI溫濕度傳感器

以下是MAX31723的一些亮點:

• 通過將SERMODE連接到VDD來選擇串口通信的SPI模式。

• 設備以省電關機模式上電。設備上電后可置于連續(xù)或一次性轉(zhuǎn)換模式。

• 在設備中訪問配置/狀態(tài)寄存器時，讀地址為00h，寫地址為80h。

• 地址字節(jié)的MSB (A7)決定是否進行讀或?qū)懖僮?。如果A7為0，則發(fā)生一個或多個讀周期。如果A7為1，則會發(fā)生一個或多個寫周期。

• 配置寄存器上電狀態(tài)為0x01。

• 配置寄存器必須設置為0x00才能啟用連續(xù)溫度轉(zhuǎn)換模式。

• 溫度MSB寄存器提供溫度讀數(shù)的小數(shù)部分。0 x17 =比;23°C和0x18 =>24°C

與MAX31723設備通信。命令流程示例

將DS28E18初始化為SPI模式3和100kHz速度。這個例子涵蓋了以下項目:

1. 配置MAX31723進行溫度測量。有關命令的詳細信息，請參閱MAX31723數(shù)據(jù)表。

2. 向MAX31723發(fā)出測量命令，并使用SPI寫/讀字節(jié)測量溫度數(shù)據(jù)。

3. 向MAX31723發(fā)出測量命令，并使用SPI寫/讀位測量溫度數(shù)據(jù)。

配置MAX31723進行溫度測量

步驟1． 發(fā)出寫序列器命令為MAX31723配置寫入DS28E18序列器內(nèi)存。

寫MAX31723配置字節(jié)到00h:

80 / / ss_low
DD / /延遲
03 / / 8女士
01 / / ss_high
C0 //spi寫/讀字節(jié)
02 //寫入len
00 //讀取len
80 //寫入數(shù)據(jù)(MAX31723寄存器地址，寫入)
00 //寫入數(shù)據(jù)(MAX31723配置寄存器)
80 / / ss_low

1-發(fā)送命令:RP CC 66 0D 11 00 00 80 DD 03 01 c00 02 00 80 000 80 [D3] [E9] AA

Result: [FF] [01] [AA] [7E] [10] - Write Sequencer Command Passed。

步驟2． 發(fā)出Read Sequencer Command來驗證Sequencer數(shù)據(jù)。

1-線路命令發(fā)送:RP CC 66 03 22 00 14 [57] [B6] AA

結(jié)果:(FF) [0 b] (AA) [80] (DD) [03] [01] [C0] [02] [00] [80] [00] [80] (C3) [1 e]

字節(jié)0:80
字節(jié)1:DD
字節(jié)2:03
字節(jié)3:01
字節(jié)4:C0
字節(jié)5:02
字節(jié)6:00
字節(jié)7:80
字節(jié)8:00
字節(jié)9:80

讀取Sequencer命令已通過。

步驟3． 發(fā)出運行Sequencer命令來配置MAX31723。

1-線路命令發(fā)送:RP CC 66 04 33 00 14 00 [07] [BD] AA

結(jié)果:[FF] [01] [AA] [7E][10] -運行Sequencer命令通過。

MAX31723現(xiàn)在可以進行溫度測量。

使用SPI寫/讀字節(jié)測量溫度數(shù)據(jù)

步驟1:發(fā)出寫序列命令，寫入DS28E18序列存儲器，以設置MAX31723進行溫度測量(SPI寫/讀字節(jié)）.

設置讀回溫度數(shù)據(jù)從MAX31723

01 / / ss_high
C0 //spi寫/讀字節(jié)
01 //寫入len
04 //讀取len
00 //寫入數(shù)據(jù)(MAX31723寄存器地址，讀取)
Ff //讀取數(shù)據(jù)占位符(虛擬讀取)
ff //讀取數(shù)據(jù)位符(MAX31723狀態(tài)寄存器)
ff //讀取數(shù)據(jù)占位符(MAX31723溫度LSB寄存器)
ff //讀取數(shù)據(jù)占位符(MAX31723溫度MSB寄存器)
80 / / ss_low

1-線路命令發(fā)送:RP CC 66 0D 11 00 00 01 c00 01 04 00 FF FF FF FF 80 [F8] [A5] AA

Result: [FF] [01] [AA] [7E] [10] - Write Sequencer Command Passed。

步驟2． 發(fā)出Read Sequencer Command來驗證Sequencer數(shù)據(jù)。

1-線路命令發(fā)送:RP CC 66 03 22 00 14 [57] [B6] AA

結(jié)果:(FF) [0 b] (AA) [01] [C0] [01] [04] [00] (FF) (FF) (FF) (FF) [80] [E8] [52]

字節(jié)0:01
字節(jié)1:C0
字節(jié)2:01
字節(jié)3:04
字節(jié)4:00
字節(jié)5:FF
字節(jié)6:FF
字節(jié)7:FF
字節(jié)8:FF
字節(jié)9:80

讀取Sequencer命令已通過。

步驟3． 發(fā)出運行序列命令來測量溫度。

1-線路命令發(fā)送:RP CC 66 04 33 00 14 00 [07] [BD] AA

結(jié)果:[FF] [01] [AA] [7E][10] -運行Sequencer命令通過。

步驟4． 發(fā)出Read Sequencer命令從DS28E18測序器讀取溫度數(shù)據(jù)。

1-線命令發(fā)送:RP CC 66 03 22 05 08 [55] [2F] AA

結(jié)果:(FF) [05] (AA) (FF) [00] [80] [17] (F6) [68]

字節(jié)0:FF
字節(jié)1:00
字節(jié)2:80
字節(jié)3:17

讀取Sequencer命令已通過。

測量溫度數(shù)據(jù)為:1780h
測量溫度:23.5°C(25°C為1910h

使用SPI寫/讀位測量溫度數(shù)據(jù)

步驟1:發(fā)出寫序列命令，寫入DS28E18序列存儲器，以設置MAX31723進行溫度測量(SPI寫/讀位）.

MAX31723 SPI寫/讀位序列

01 / / ss_high
B0 //spi讀/寫位
08 //寫入len
18 //讀取len
00 //寫入數(shù)據(jù)(MAX31723寄存器地址，讀取)
ff //讀取數(shù)據(jù)位符(MAX31723狀態(tài)寄存器)
ff //讀取數(shù)據(jù)占位符(MAX31723溫度LSB寄存器)
ff //讀取數(shù)據(jù)占位符(MAX31723溫度MSB寄存器)
80 / / ss_low

1-發(fā)送命令:RP CC 66 0C 11 00 00 01 B0 08 18 00 [FF] [FF] [FF] [FF] 80 [78] [E1] AA

Result: [FF] [01] [AA] [7E] [10] - Write Sequencer Command Passed。

步驟2． 發(fā)出Read Sequencer Command來驗證Sequencer數(shù)據(jù)。

1-線路命令發(fā)送:RP CC 66 03 22 00 12 [D7] [B4] AA

結(jié)果:(FF) [0] (AA) [01] [B0] [08] [18] [00] (FF) (FF) (FF) [80] [34] [0 d]

字節(jié)0:01
字節(jié)1:B0
字節(jié)2:08
字節(jié)3:18
字節(jié)4:00
字節(jié)5:FF
字節(jié)6:FF
字節(jié)7:FF
字節(jié)8:80

讀取Sequencer命令已通過。

步驟3。發(fā)出運行序列命令來測量溫度。

1-線命令發(fā)送:RP CC 66 04 33 00 1200 [04] [1D] AA

結(jié)果:[FF] [01] [AA] [7E][10] -運行Sequencer命令通過。

步驟4． 發(fā)出Read Sequencer命令從DS28E18測序器讀取溫度數(shù)據(jù)。

1-線路命令發(fā)送:RP CC 66 03 22 05 06 [D4] [EB] AA

結(jié)果:[FF] [04] [AA] [00] [80] [17] [0E] [29]

字節(jié)0:00
字節(jié)1:80
字節(jié)2:17

讀取Sequencer命令已通過。

測量溫度數(shù)據(jù)為:1780h
測量溫度:23.5℃(25℃為1910h)(3)

總結(jié)

本應用筆記涵蓋了DS28E18的基本操作，以及如何使其啟動并快速運行以測量各種傳感器數(shù)據(jù)。同樣的原理可以很容易地應用于與任何具有I(2)C或SPI接口的設備進行通信。