1线寄生供电的微控制器？

17

我看过达拉斯的1线制传感器，它们看起来很棒。但是，我想制作一些可以寄生供电的定制1线从机（仅接地+数据）。

谁能推荐适合此用途的低功耗微控制器？

是否有人有示例电路说明我如何通过1-wire总线为MCU供电？

microcontroller 1-wire

— 托比·贾菲
source

Java按钮。它们存在。TI做到了。Java Card IIRC

— Tim Williscroft 2010年

跟进并增强问题-MCU上电复位怎么办？如何解决？（对于专门为1线设计的传感器，应在设备准备就绪时自行处理）。MCU应该配备掉电检测吗？这够了吗？

— mazurnification

@macurnification-对我来说听起来像是一个新问题

— Toby Jaffey 2010年

问：electronics.stackexchange.com/questions/7323

— mazurnification

17

单线总线在系统中将总线被动（即通过电阻器）上拉，并且设备通过下拉总线在总线上进行通信。如果我想从总线上取电，我会做的是：

将数据线直接馈入微控制器的数据输入引脚。
还将数据线馈入肖特基二极管。
在二极管的输出端将一个稍大的电容（例如10uF）接地。
将二极管的输出发送到微控制器的VCC引脚。

您应该使用肖特基二极管，以最大程度地降低电压降。二极管/电容器的组合应确保在不关闭MCU的情况下进行通信（即使总线定期接地）。在二极管之后放置电容器将使总线数据上的过渡保持清晰，同时保持对MCU的功率（电压）衰减逐渐减小。您使用的设备功耗越低，越能减少电容器的消耗，但是几乎任何MCU都可以为您工作。我更喜欢Atmel的AVR，但是TI MSP430和Microchip的PIC也是低功耗的理想选择。

— 维卡茨库
source

9

TI MSP430上的+1。我认为他们赢得了最低功耗竞赛。

— 2010年

8

我确定您可以用几个土豆断掉一个电源：）

— 吉姆（Jim

2

“缓冲”是什么意思？通常，您会使用二极管，最好使用肖特基二极管以降低其压降。

— starblue 2010年

2

@starblue缓冲区是一种电子组件，通常用于提高驱动强度并在“通过”输入信号时提供低阻抗输出。它具有有效地将输入与输出隔离的效果，同时使输出“跟随”输入。有多种实现方式（运放是一种方式；串联两个CMOS反相器是另一种方式），但是您也可以将它们作为分立组件或IC来找到。

— vicatcu 2010年

1

@vicatcu我认为starblue知道什么是逻辑缓冲区-只是一个非反相放大器。他可能一直想知道您是否在指的是不同的东西。您忘记了，缓冲器的输入偏置电流约为纳安或微安，而该电流被旁路到地而不是电容器。没有电源和接地，常规缓冲器（如CD4010）将无法工作。选择答案后，请对其进行编辑以反映这一事实。

— Kevin Vermeer 2010年

7

您可能会考虑向自定义从站的功能添加一个请求，说“好吧，在这里我需要一小段时间才能获得大量电流”，然后在输出中添加MOSFET上拉。然后，您可以将其关闭几个周期，然后查看从机是否仍允许电阻上拉该线路（例如DS18S20数据表的第2页第3页。）许多1线器件不是' t实际上是1线制。如果您不需要与实际的1-wire零件进行交互和/或控制主节点，则可以定义自己的规范，这将使事情变得容易得多。

您的工作变得更加容易，因为您的微型计算机可能可以在总线的5V之间处理，并一直衰减到2.6。因此，前述的肖特基和电容器设置应该可以工作，甚至可以是硅二极管。考虑以下二极管设置：

硅二极管：这是我的首选。只要您的微器件和任何外围设备都能在4.3V电压下运行，肖特基上的反向电流就可以从几十到几百（当加热时甚至达到毫安）最小化，降至数十纳安。
肖特基二极管：仅在标准二极管和肖特基之间的.4V对您的应用有意义的情况下使用，但100uA量级的反向电流是可接受的。
理想二极管：如果成本不是问题（仅1.75美元，但比无源二极管更多），则可以使用LTC4411或类似产品，并且可接受20uA反向电流。有关功耗，请参考MSP430数据表。在3V电压下（使用锂离子电池而不是漏液的超级电容，假设您可能要卸下此设备，但保留RAM以降低电源代码执行力），则可以设置100na（纳米安培，0.1uA）的休眠模式，外部中断（例如引脚更改！）

另一种选择是在电源要求方面很麻烦，并使用电池。见这 Maxim的应用笔记。如果您可以将MSP430保持在睡眠模式（即仅在引脚改变后唤醒，例如1线初始化脉冲），则平均电流可以低于1uA，纽扣电池将持续十年（理论上）。您希望设备使用多长时间？

— 凯文·维米尔（Kevin Vermeer）
source

传输数据时，理想二极管的速度足以关闭吗？

— mazurnification

5

使用电容器存储能量，然后将电容器的负极接地，并在数据线和电容器之间连接一个肖特基二极管。肖特基二极管的正向压降低。

— 杰森·S
source

5

我提到了TI MSP430，我同意。我使用的MSP430F1101以32.768kHz晶振运行，并由3V供电，功耗不到4V。 $\mu$ 答：在2.2V时，它甚至会更低。

要从总线为微控制器供电，您只需要一个二极管和一个电容器。电容器缓冲总线电压，二极管防止总线上的低电平使电容器放电。选择肖特基二极管以使压降最小。

警告：肮脏的把戏！
这个gal不需要二极管来寄生地为她的微控制器供电，甚至似乎也不需要电容器。她在I / O端口上使用线圈作为RFID天线，线圈两端的电压通过钳位二极管为设备供电。

enter image description here

包括微控制器在内的逻辑IC的I / O引脚具有钳位二极管，以防止过压。如果输入电压高于 $V_{DD}$ + 0.5V时，功率钳位二极管将导通，过电压将降至 $V_{DD}$ 。贝丝滥用二极管从I / O的高输入电平为控制器供电。显然，她的控制器甚至可以在没有电容器的情况下继续工作。（在另一个原型上，她确实使用电容器来保持稳定性。）

— 史蒂文夫
source

祸be ...！如果罗素（Russel）或奥林（Olin）看到钳位二极管滥用... :-)

— 凝结

1

@Curd-罗素还是奥林？当我第一次看到这个时，您觉得我感觉如何？:-)

— stevenvh 2012年

3

1-wire应用笔记中的许多内容都显示了从机内部的标准电路：内部芯片GND与VCC之间的电容器（在您的情况下，CPU的GND与VCC之间）。同样，从数据线到内部芯片的VCC的隔离二极管可以在数据线为高电平时使电容器充满，而在数据线为低电平时阻止功率从电容器中流失。在这些应用笔记中查看原理图：

只要您的电容器足够大，您就应该能够运行大多数现代微控制器。推出时，德州仪器（TI）MSP430是功耗最低的微控制器。我听说Atmel声称其PicoPower AVR的功耗比MSP430少。另外，Microchip XLP单片机消耗的功率也相对较小。

您可能会惊讶地看到1wire.org的好人对构建从属1有线设备有何评价：http ://www.1wire.org/index.html?target=p_142.html&lang=en-us

— 大卫
source

我想我最好避免使用“ 1-wire”这个短语……

— Toby Jaffey

奇怪的是，1wire.org页面上所说的是“请勿更改此页面。客户看不到它。” 我想我不是顾客。猜测“ shopfactory”不知道如果他们的JavaScript无法运行会发生什么。

— Yann Vernier 2010年

1

一世

刚刚偶然发现了这个线程...真正的问题是为什么您要寄生地为奴隶供电。并非所有的1线设备都是寄生设备，通常我建议不要以这种方式为它们供电。它阻碍了PCB上设备的需求，在PCB上添加单个走线是一个问题。取决于其整体设计，这可能是1-Wire网络上出现多个问题的原因。当然也很大程度上取决于总线主控器的设计。这可能支持主动上拉。

微处理器1-Wire从机已经成功完成，但是您需要满足通用的1-Wire时序规范。我见过的大多数实现都没有（特别是如果这是除个人使用以外的其他用途）。我很高兴与任何人谈论实际细节。它已在具有适当设备规格的16Mhz AVR Mega8上成功完成。以较慢的速度满足关键的响应时间将是一个真正的挑战，中断服务时间和唤醒通常会使响应时间降低太多，从而无法满足规格要求。

在过去的几年中，已经有几种不同的方法可以将微控制器放置在1-Wire总线上，1-Wire微型从器件是我特别感兴趣的领域，因此我可以向感兴趣的任何人提供一些设计思路。绝对不要将操作码（功能）设计为临时的，因为它很容易引起网络上其他1-Wire器件的故障。

对1-Wire.org网站感到很抱歉，最近几年我一直不愿自掏腰包，所以人们有了1-Wire努力的起点。

无论如何，如果有人需要1-wire设计问题，请随时通过dml（at）sprynet.com或通过admin@1wire.org与我直接联系，如果可以的话，我会尽力帮助。