《電子技術應用》
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1-Wire®雙向電平轉換器(1.8V至5V)參考設計
摘要: 設計人員要求1-Wire主機IO采用漏極開路架構,工作在1.8V。而多數1-Wire從器件無法工作在1.8V。本應用筆記介紹了實現1.8V 1-Wire主機與5V 1-Wire從器件之間電平轉換的參考設計(RD)。該參考設計用于驅動典型的1-Wire從器件,利用MAX3394E電平轉換器實現電平轉換。
Abstract:
Key words :

  引言

  FPGA、微處理器、DS2482-100和DS2480B是常見的1-Wire主機器件。1-Wire/iButton?從器件由Maxim生產,該系列器件的典型工作電壓為2.8V至5.25V。過去,傳統的1-Wire主機和從器件均采用5V漏極開路邏輯。

  現在,設計人員需要1-Wire主機IO提供1.8V的漏極開路邏輯。而大部分1-Wire從器件可以安全地工作在5V,它們中的絕大多數無法工作在1.8V。需要一個雙向電平轉換器" title="電平轉換器" target="_blank">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" title="電平轉換器">電平轉換器" 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  電平轉換器

  MAX3394E雙向電平轉換器采用8引腳、3mm x 3mm TDFN封裝。借助其內部擺率增強電路,可理想用于大電容負載驅動。1-Wire從器件電容負載通常大于500pF。MAX3394E的VCC I/O引腳具有±15kV HBM (人體模式)靜電保護,為1-Wire主機提供保護。1-Wire總線通常用于連接外部世界,HBM保護是基本需求。推薦在上拉電阻(R3)、可選擇的強上拉電路以及1-Wire從器件處使用DS9503P以增強ESD保護。

  應用電路

  圖1所示電路利用MAX3394E實現1.8V至5V雙向電平轉換,系統采用漏極開路端口。



  圖1. 1-Wire雙向電平(1.8V至5V)轉換器電路原理圖,注意,引腳I/O VL和I/O VCC具有10kΩ內部上拉。

  該參考設計的BOM (材料清單)如表1所示。

 

  波形測量/測試結果

  圖2至圖5是對*估電路板進行測試得到的結果。

  測試條件為:

  VL = 1.8V

  VCC = 5.0V

  CH1:1-Wire主機(OW_MASTER)

  CH2:DS1920 (OW_SLAVE)

  OW_SLAVE線長:2.4米,最大值。

  測試時沒有使用圖1中可選擇的強上拉電路。

  僅在室溫下測量。

 

  圖2. 從1-Wire復位波形可以看出MAX3394E的性能,在線應答脈沖幅度不超過250mV,低于典型1-Wire主機VIL的0.4V最大電壓。

 

  圖3. 1-Wire寫操作波形,寫“1”時隙,tLOW1 < 15µs。

 

  圖4. 1-Wire寫操作波形,寫“0”時隙,60µs < tLOW0 < 120µs。

 

  圖5. 1-Wire讀操作波形,1-Wire從機漏極開路端口返回的讀“0”時隙,電平低于典型1-Wire主機VIL的0.4V最大值。

  結論

  該參考設計用于實現1.8V至5V 1-Wire雙向電平轉換,驅動典型的1-Wire從器件。本文介紹了設計電路的搭建與測試,給出了電路原理圖、BOM及典型測試波形。

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