Понедельник, 18 июня 2012 04:44

Эмулятор коммутатора DS2413. Featured

Written by
Rate this item
(0 votes)

  alt  DS2413 - двухканальный адресуемый 1-Wire коммутатор. Выходы программируемого порта ввода-вывода представляют собой выходы с открытым стоком, имеют нагрузочную способность 20 мА и максимально допустимое приложенное напряжение 28 В. Управление и считывание состояний порта ввода-вывода осуществляется по определенному командному протоколу. Для обеспечения высокого уровня отказоустойчивости в системе все выводы имеют максимально допустимое напряжение 28 В. Обмен данными и настройка DS2413 осуществляется по однопроводному интерфейсу 1-Wire.

 

 

 

 

 

Так же эти микросхемы нашли широкое применение при конструировании систем «Умный дом». На их основе в основном собираются устройства дистанционного управления нагрузкой и контроля состояния оборудования, где связь производится по 1-Wire интерфейсу, с последующим выводом данных на мнемосхему персонального компьютера оператора.

   Коммутация электрических цепей - это различного рода переключение электрических соединений проводов, кабелей, машин, трансформаторов, аппаратов и приборов, производимые в установках, генерирующих, распределяющих и потребляющих электрическую энергию. Коммутацией называют также перемену направления тока в цепи (перемену полюсов). Коммутация, как правило, сопровождается переходными процессами, возникающими вследствие быстрого перераспределения токов и напряжений в ветвях электрической цепи.

 

    Отличительные особенности DS2413:

  • Программируемые линии порта ввода-вывода с открытыми стоками
  • Нагрузочная способность линий порта ввода-вывода 20 мА
  • Максимально допустимое напряжение линий порта ввода-вывода 28 В
  • Максимальное сопротивление открытого порта 20 Ом, минимальное сопротивление закрытого порта 1 МОм
  • Питание через 1-Wire интерфейс
  • Обмен данными на скорости 14.9 или 100 кбит/с по протоколу 1-Wire
  • Уникальный запрограммированный лазером при производстве 64 битный идентификационный код
  • Гистерезис и фильтрация входных сигналов для обеспечения возможности работы в условиях шумов
  • Максимально допустимое напряжение на выводе 1-Wire интерфейса 28 В
  • Диапазон напряжения питания от 2.8 до 5.25 В, рабочий температурный диапазон от 0°C до +70°C
  • Защита линии 1-Wire от ЭСП +-8 кВ
  • TSOC корпус

Области применения:

  • Управление работой светодиодов
  • Системы идентификации и обеспечения доступа
  • Устройство ввода-вывода общего назначения
  • Брелки-указки
  • Промышленные контроллеры
  • Следящие системы

 

    На рис. 1 изображена структурная схема DS2413, из которой видно, что можно управлять какой либо нагрузкой (в данный момент это светодиод LED) или контролировать состояние коммутационного аппарата (Switch).

 

alt

Рис.1. Структурная схема и расположение выводов DS2413.

 

     Протокол обмена изображен на рис.2. Данные снимал анализатором LOGIС-U c использованием программы «Benuks». Команда на включение или отключение состоит из двух «пакетов», которые формируются между сигналами Reset/Presence.

 

alt

Рис.2. Диаграмма обмена данными между программой «Benuks» и DS2413.

 

    Первый пакет протокола обмена изображен на рис.3. Начинается обмен командой «Мастера»  «Reset», после чего подчиненное устройство откликается командой «Presence». Далее «Мастер» выдаёт в линию команду 0х55 (Match ROM) и идентификатор устройства. После идентификатора следует команда 0xF5 (Pio Access Read), чтение состояния выводов порта PIO. Приняв данную команду устройство формирует байт данных о состоянии выводов, в котором задействованы только четыре младших бита (Таблица 1).

alt

Таблица 1. PIO Status Bit Assignment.

 

    На основании этого байта «Мастер» в дальнейшем будет формировать команду на включение или отключение выводов устройства. В конце пакета «Мастер» снова подаёт команду «Reset», а устройство откликается командой «Presence». На основании этого пакета уже можно судить о состоянии выводов устройства DS2413.

 

alt

Рис.3 Диаграмма опроса состояния портов DS2413.

 

    Второй пакет протокола обмена изображен на рис.4.  Он так же начинает обмен командой «Мастера»  «Reset», после чего подчиненное устройство откликается командой «Presence».  Далее, как и в первом пакете «Мастер» выдаёт в линию команду 0х55 (Match ROM) и идентификатор устройства. После идентификатора следует команда 0x5А (Pio Access Write), запись нового состояния выводов. Приняв эту команду подчиненноё устройство (DS2413) готовится к принятию ещё двух байт команды, которые содержат в двух младших битах состояние выводов. Эти два байта передаются в прямом и инверсном виде. Это сделано для того, что бы можно было определить достоверность команды. DS2413 принимает эти два байта, один инвертирует и сравнивает их между собой, если они совпадают, то команда принята верно и DS2413 выдаёт в шину подтверждение о достоверности принятой команды байт 0xAA и следом состояние вновь установившегося состояния выводов. «Мастер» принимает подтверждение, проверяет достоверность состояния выводов и отправляет «Reset», на что получает «Presence». На этом обмен между устройствами заканчивается.

 

alt

Рис.4 Диаграмма управления портами DS2413.

 

     Устройство собрано на макетной плате рис.5. Контроллер PIC18F452, кварц на 16МГц, шина 1-WIRE – PORTB,2 , управляемые выводы – PORTC,0 и PORTC,1 , файл с прошивкой - 1-WireDS2413emu.HEX. Устройство испытывал на одной шине совместно с термодатчиком DS18B20, ошибок не обнаружено.

 

alt

Рис.5 Макетная плата эмулятора DS2413 и термодатчика DS18B20.

 

Файлы для скачивания:

 

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

 

 

Список использованных ресурсов:

 

 

http://www.gaw.ru

http://benuks.ru/

http://isens.ru/

 

 

Обсудить на форуме

 

Read 4259 times Last modified on Среда, 03 сентября 2014 12:08

Все права принадлежат ChipMK.ru. При копировании материала ссылка обязательна. 2011-2017 © ChipMK.ru

ChipMk.ru Яндекс.Метрика
PRCY.ru