Современная электроника №8/2021

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2021 Замена DS2409 на 12F629 Рис. 1. Принципиальная схема замены DS2409 на 12F629 Микросхема DS2409 – это специальная микросхема и ключевой элемент увеличения длины линии интерфейса 1-wire. Она выполняет коммутацию шин, что позволяет «суммировать» и «вычитать» электрическую нагрузку элементов сети, создавать таким способом различные топологии и подключать достаточно большое количество элементов 1-wire. Поскольку выпуск DS2409 прекращён, а потребность использования осталась, в данной статье приведено описание схемы и программы замены DS2409 на широкодоступный микроконтроллер 12F629. Возможно применение микроконтроллеров данной серии для замены других элементов интерфейса 1-wire. Отметим, что микроконтроллер даёт возможность добавить новые функции систем измерений и оставить старые элементы интерфейса. Сохраняется наработанное программное обеспечение информационных систем, устраняется монополизм производителей специализированных микросхем и расширяется функциональность систем телеметрии. Андрей Шабронов (shabronov@ngs.ru ) Принципиальная схема Принципиальная схема замены микросхемы DS2409 [1] на микрокон- троллер (МК) 12F629 [2] для использова- ния с интерфейсом 1-Wire фирмыDallas Semicondutor представлена на рис. 1. Схема выполняет «ветвление» или «разделение» шины 1-Wire на участки, поэтому используется термин «схе- ма ветвителя» или «ветвитель». Стрел- ками показано состояние приёма или передачи данных для соответствующе- го вывода МК. Схема содержит узел управления на микросхеме U1 (12F629) и управляемые ключевые элементы на транзисторах Q1…Q5 (2N7000). Диоды D1…D3 (1n5817) выполня- ют защитные функции от возможных импульсов положительных и отри- цательных напряжений, наводимых на линию интерфейса 1-Wire. Кон- денсатор C1 фильтрует возможные импульсные помехи по линии пита- ния +5 В. Поскольку интерфейс 1-Wire двуна- правленный, для коммутации сигналов используется последовательное вклю- чение двух транзисторов от одного сиг- нала управления. Транзисторы Q 1, 2 управляются от вывода 6 (GP1) МК U1 (12F629), транзисторы Q 3, 4 управля- ются от вывода 3 (GP4) МК U1 (12F629). Резисторы R1…R4 выполняют функ- цию «подтягивания» линии 1-Wire к положительному уровню +5 В. При установке МК на выводах управле- ния высокого логического уровня +5 В управляемые транзисторы открыва- ются, и линия разъёма XP3 (1w) соеди- няется с разъёмами XP1 (aux-1w) или XP2 (main-1w). Суммарное сопротив- ление соединения не превышает одно- го Ома. И наоборот, при установке МК на выводах управления низкого логи- ческого уровня 0 В транзисторы закрываются, и суммарное сопро- тивление устанавливается макси- мально большим. Выходная линия отключается, и при этом выполня- ется «подтяжка» к уровню +5 В через резисторы R2, R3. Контроль выходныхшинMAIN-1Wи AUX-1Wна возможное короткое замыка- ние выполняетсяМК через вывод 2 (GP5) и вывод 5 (GP2). Такимобразом, переда- вая сигнал запроса, можно определить исправность коммутируемых линий. Управление МК осуществляется в стандарте 1-Wire. Через вывод 4 (GP3) сигналы принимаются от шины 1-Wire и через вывод 7 (GP0) передаются в линию 1-Wire. Передачу сигнала выполняет управ- ляемый транзистор Q5, который замы- кает шину 1-Wire к уровню 0 В и тем самым формирует из него сигнал 0 стандарта 1-Wire для приёма на ком- пьютере. Временны ′ е интервалы замыка- ния формирует МК U1 (12F629). При использовании внутреннего RC гене- ратора в 4 мГц погрешность сигналов управления составляет ±1 мс, что не вызывает ошибок в сигналах при при- ёме и идентификации данных интер- фейса 1-Wire. Необходимо учесть дополнительный потребляемый ток МК в 1…3 мА по шине