[发明专利]一种微控器与一线总线器件的光电耦合结构和方法

说明书

本发明涉及一种微控器与一线总线器件的光电耦合结构和方法。包括微控器、一线总线器件、光电耦合器一、光电耦合器二、驱动器、5V直流电源，其中，所述微控器分别与光电耦合器一、光电耦合器二、电阻一、电阻二连接，一线总线器件分别与光电耦合器一、驱动器、电阻三连接，光电耦合器二分别与驱动器、电阻四连接，所述5V直流电源分别连接电阻三、电阻四。本发明实现微控器与一线总线器件电气隔离；从而切断了在总线上的干扰信号对微控器的影响。

技术领域

本发明涉及微控器与一线总线器件连接技术领域，具体涉及一种微控器与一线总线器件的光电耦合结构和方法。

背景技术

一线总线(1-Wire)是Dallas半导体公司推出的外围串行扩展总线标准，采用单根数据线和地线构成半双工通讯。一线总线只有一根数据输入输出线DQ，总线上所有的器件都挂在DQ上。

由于一线总线在实际应用中布线很长，数据线和地线根据现场需要，往往可达到数十米或更长。按照现有的一线总线连接方式，数据线和地线是直接与微控器I/O口相连，这种连接方式简单，且只需微控器的一个I/O口。但是由于电磁干扰源日益增多增强，总线布线越长，总线上的感应信号就越强，干扰信号就会直接通过I/O口对微控器形成干扰，可能造成程序跑飞、微控器复位或I/O口损坏，导致系统可靠性降低，甚至不能正常工作。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种微控器与一线总线器件的光电耦合结构，实现微控器与一线总线器件电气隔离；从而切断了在总线上的干扰信号对微控器的影响。本发明的目的还提供一种微控器与一线总线器件的光电耦合方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采取以下方案：

本发明的一种微控器与一线总线器件的光电耦合结构，包括微控器、一线总线器件、光电耦合器一、光电耦合器二、驱动器、5V直流电源，其中，所述微控器分别与光电耦合器一、光电耦合器二、电阻一、电阻二连接，一线总线器件分别与光电耦合器一、驱动器、电阻三连接，光电耦合器二分别与驱动器、电阻四连接，所述5V直流电源分别连接电阻三、电阻四。

2、一种微控器与一线总线器件的光电耦合方法，有以下步骤：

1)将微控器的2个I/O口用于与一线总线器件的通信，其中一个I/O口定义为输出口：1wire_T，另一个I/O口定义为输入口：1wire_R；

2)增加设置2个光电耦合器和一个驱动器，1组5V直流电源，1wire_T通过光电耦合器一的输出端与一线总线器件数据端(DQ)连接，且一线总线器件数据端(DQ)还通过上拉电阻二接5V直流电源；另外，一线总线器件数据端(DQ)通过驱动器(U2)驱动光电耦合器二与微控器1wire_R端连接，从电路连接上实现了微控器与一线总线器件的光电耦合，实现了电气隔离。

3)微控器作为一线总线的控制器，按照一线总线严格的时序要求，控制软件根据光电耦合电路的连接，将1wire_T口作为一线总线的控制口和数据写操作口、将1wire_R口作为一线总线上器件状态的输入口和数据读操作口；①由1wire_T口在每个通讯周期发出复位脉冲，复位时隙按照一线总线标准为480uS，复位脉冲输出完成后，1wire_T释放总线，再由1wire_R口读取总线状态，总线上的器件通过拉低总线来指示其是否在线。②读操作起始于1wire_T口将一线总线拉低1uS，接着释放总线，再由1wire_R口读取总线上的器件接管总线后输出的有效数据。③写操作是由1wire_T口将总线从逻辑高(空闲状态)拉为逻辑低，在写0时隙期间，1wire_T口在整个时隙中将总线拉低；在写1时隙期间，1wire_T口将总线拉低，然后在时隙起始后15uS之内释放总线。

4)按照步骤3)中每一位的读、写时序操作，可构成字节的读、写操作程序；具体使用一线总线器件时，则按照具体型号器件规定的指令对其进行操作。