Современная электроника №6/2023

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2023 « Тройник » для интерфейса 1-WIRE Рис . 1. Схема « тройника » 1-WIRE В статье подробно рассматривается интерфейс 1-WIRE – его преимущества и недостатки . Особое внимание уделяется одному из главных недостатков – ограничение длины линии . Информация по одному проводу передаётся в двух направлениях , и , следовательно , нельзя простыми способами , например , с помощью усилителя сигнала , компенсировать потери в кабеле . Также в статье предлагается и метод решения – разделение одной линии 1-WIRE на 3 независимые . Андрей Шабронов Интерфейс 1-WIRE, имея множе - ство преимуществ , обладает при этом и недостатком – ограничение длины линии . Информация по одному прово - ду передаётся в двух направлениях , и , следовательно , нельзя простыми спо - собами , например , усилителем сигна - ла , компенсировать потери в кабеле . Автором предлагается вариант раз - деления одной линии 1-WIRE на три независимые . Это продолжение метода « ветвителя » линии 1-WIRE на микро - схеме DS2409, разделяющей интер - фейс на два независимых направле - ния . Однако данная микросхема уже давно снята с производства . В данной конструкции вместо неё использован микроконтроллер 16F676 с АЦП , что позволяет дополнительно проводить диагностику линии по уровню напря - жения . Входной интерфейс « тройни - ка » работает по интерфейсу RS-485 с открытым протоколом доступа на AT- командах . Кроме того , данная схема « трой - ника » имеет низкую потребляемую мощность , что позволяет использо - вать питание , передаваемое по соеди - нительной линии . В качестве приме - ра приводится схема , реализованная на элеваторе в Новосибирской области . 1. Принципиальная схема « тройника » 1-WIRE Схема и вид основных компонен - тов представлены на рис . 1. Она содер - жит узел преобразования интерфейса RS-485 на микросхеме U1 sr485 и преоб - разователь интерфейса 1-WIRE, кото - рый выполнен на микроконтроллере ( МК ) U2 PIC16F676 [1]. Назначение элементов Сформировано три входные линии подключения – разъёмы XP1…XP6. Это обеспечивает возможность формиро - вания разной структуры раскладки линии RS-485: шинную и « древовид - ную ». Однако программная структура обращения остаётся шинной [2]. Скорость обмена в 1200 bod позволя - ет сформировать длину линии не менее одного километра для кабелей типа UTF5 или КСПП , что в большинстве случаев достаточно . Вариант раскладки линии для объекта представлен на рис . 2. На вход шины RS-485 подключены элементы Q1(78L05), C1 для форми - рования напряжения питания « трой - ника » +5 В . Конденсаторы С 1, С 2 выполняют фильтрацию помех по питанию . Элемент U1(SR485) – специальная микросхема преобразования бипо - лярных сигналов интерфейса RS-485 в уровни ТТЛ логики и положитель - ной полярности . Выходной сигнал U1 объединяется через схему « монтажно - го ИЛИ » с тестовой кнопкой и посту - пает на RA3 U2, что позволяет исполь - зовать один вывод для двух вариантов функционирования . Передача выполняется от выво - да RA0 меньшим количеством байт , поскольку сигнал для передачи DI зам - кнут на 0 вольт . Вывод RA3 в МК U2(16F676) может работать только для приёма . На пере - дачу в шину RS-485 используется вывод RA0, который и формирует требуемые длительности сигнала . Такой метод позволяет принимать любые байты от 0 до FF, а передаются только байты с постоянным нулём : FF, FE, FC, F8, F0, E0, C0, 80, 00. Вид дан - ных сигналов представлен на рис . 3. Подробное описание передачи мень - шим количеством байт представлено в источнике [6]. Данное распределение выво - дов позволяет на других выводах МК создать три независимых кана - ла интерфейса 1-WIRE c инди - кацией и диагностикой состо - яния шин питания и данных , и каждый имеет схему « импульс - ной подтяжки » шины 1-WIRE [3].