基于1-Wire雙向電平轉(zhuǎn)換器(1.8V至5V)設(shè)計(jì)方法
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
設(shè)計(jì)人員要求1-Wire主機(jī)IO采用漏極開(kāi)路架構(gòu)，工作在1.8V。而多數(shù)1-Wire從器件無(wú)法工作在1.8V。本應(yīng)用筆記介紹了實(shí)現(xiàn)1.8V 1-Wire主機(jī)與5V 1-Wire從器件之間電平轉(zhuǎn)換的參考設(shè)計(jì)(RD)。該參考設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)典型的1-Wire從器件，利用MAX3394E電平轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。
本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/178286.htm引言
FPGA、微處理器、DS2482-100和DS2480B是常見(jiàn)的1-Wire主機(jī)器件。1-Wire/iButton®從器件由Maxim生產(chǎn)，該系列器件的典型工作電壓為2.8V至5.25V。過(guò)去，傳統(tǒng)的1-Wire主機(jī)和從器件均采用5V漏極開(kāi)路邏輯。
現(xiàn)在，設(shè)計(jì)人員需要1-Wire主機(jī)IO提供1.8V的漏極開(kāi)路邏輯。而大部分1-Wire從器件可以安全地工作在5V，它們中的絕大多數(shù)無(wú)法工作在1.8V。需要一個(gè)雙向電平轉(zhuǎn)換器克服這種限制。本參考設(shè)計(jì)(RD)采用Maxim®的MAX3394E雙向電平轉(zhuǎn)換器，用于解決這類(lèi)應(yīng)用中的問(wèn)題。
電平轉(zhuǎn)換器
MAX3394E雙向電平轉(zhuǎn)換器采用8引腳、3mm x 3mm TDFN封裝。借助其內(nèi)部擺率增強(qiáng)電路，可理想用于大電容負(fù)載驅(qū)動(dòng)。1-Wire從器件電容負(fù)載通常大于500pF。MAX3394E的VCC I/O引腳具有±15kV HBM (人體模式)靜電保護(hù)，為1-Wire主機(jī)提供保護(hù)。1-Wire總線(xiàn)通常用于連接外部世界，HBM保護(hù)是基本需求。推薦在上拉電阻(R3)、可選擇的強(qiáng)上拉電路以及1-Wire從器件處使用DS9503P以增強(qiáng)ESD保護(hù)。
應(yīng)用電路
圖1所示電路利用MAX3394E實(shí)現(xiàn)1.8V至5V雙向電平轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)采用漏極開(kāi)路端口。
圖1. 1-Wire雙向電平(1.8V至5V)轉(zhuǎn)換器電路原理圖，注意，引腳I/O VL和I/O VCC具有10kΩ內(nèi)部上拉。
該參考設(shè)計(jì)的BOM (材料清單)如表1所示。
表1. 材料清單
| Item | Quantity | Reference | Part | Manufacturer | Part Number |
| 1 | 1 | C1 | 1.0µF 0402 | Panasonic | ECJ-0EB0J105M |
| 2 | 2 | C2, C3 | 0.1µF 0201 | Panasonic | ECJ-ZEB0J104K |
| 3 | 1 | Q1 | BSS84-7-F | Diodes, Inc/Zetex | BSS84-7-F |
| 4 | 1 | R1 | 33Ω 0201 | Panasonic | ERJ-1GEJ330C |
| 5 | 1 | R2 | 10kΩ 0402 | Panasonic | ERJ-2RKF1002X |
| 6 | 1 | R3 | 1kΩ 0402 | Panasonic | ERJ-2RKF1001X |
| 7 | 1 | R4 | 2.2kΩ 0402 | Panasonic | ERJ-2RKF2201X |
| 8 | 2 | CH1, CH2 | TEST POINT | N/A | N/A |
| 9 | 1 | U1 | MAX3394E | Maxim | MAX3394EETA+ |
圖2至圖5是對(duì)評(píng)估電路板進(jìn)行測(cè)試得到的結(jié)果。
測(cè)試條件為：
VL = 1.8V
VCC = 5.0V
CH1：1-Wire主機(jī)(OW_MASTER)
CH2：DS1920 (OW_SLAVE)
OW_SLAVE線(xiàn)長(zhǎng)：2.4米，最大值。
測(cè)試時(shí)沒(méi)有使用圖1中可選擇的強(qiáng)上拉電路。
僅在室溫下測(cè)量。
圖2. 從1-Wire復(fù)位波形可以看出MAX3394E的性能，在線(xiàn)應(yīng)答脈沖幅度不超過(guò)250mV，低于典型1-Wire主機(jī)VIL的0.4V最大電壓。
圖3. 1-Wire寫(xiě)操作波形，寫(xiě)“1”時(shí)隙，tLOW1 15µs。
評(píng)論