2.Принципы конструкции iButton и считывающих устройств для них.
При считывании идентификационного номера, считывающее устройство вычисляет через принятый номер код контроля по общей для всех iButton формуле и сравнивает его с принятым кодом контроля. При совпадении, запускается процесс двунаправленной передачи данных по принципу "запрос-ответ". Считывающее устройство выступает здесь в роли мастера, а iButton выполняет его команды. На одной двухпроводной линии параллельно к одному порту мастера могут быть подключены одновременно в общем случае значительное количество iButton. Ограничения определяются особенностью протокола со скоростью обмена до 115 кБод и физической длиной линии до 300 м , ограниченной процессами затухания сигнала. Интересной особенностью принципов схемотехники самой iButton является то, что питание ее микросхемы формируется от "паразитного источника"-конденсатора емкостью 800 пФ, который заряжается через диод от порта зонда в момент касания. Для микропотребляющих МОП-схем iButton емкости такого источника вполне достаточно.Схема входных цепей iButton в момент касания к микроконтроллеру показана на Рисунке2.1.
Рисунок 2.1 – Схема входных цепей iButton
Практически любой стандартный микроконтроллер, например - AVR ATtiny13 совместимый, или компьютер может быть использован для обмена данными с iButton. При этом металлическая контактная площадка зонда соединяется обычной витой парой с портом микроконтроллера или компьютера.
Схема мастера для считывания iButton ключа показана на Рисунке 2.2.
В ней могут быть использованы отечественные кремиевые маломощные стабилитроны типа КС139 и КС162 и любые маломощные диоды Шотки типа КД808. Dallas Semiconductor поставляет адаптер DS9097, который внешне оформлен в виде стандартной розетки 9-ти или 25-выводного разъема последовательного порта. Распаянная внутри адаптера схема аналогична показанной на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Схема мастера для считывания iButton ключа
Этот адаптер обеспечивает расстояния в десятки метров до контактной площадки и для простых линий с одним узлом приема информации его вполне достаточно.
2.1. Используемый интерфейс iButton
Обмен данными с iButton производится через интерфейс One-Wire, Информация в этом интерфейсе передается по единственному проводнику, то есть шина данных — однопроводная. Питание iButton получают из этого же проводника, заряжая внутренний конденсатор в моменты, когда на шине нет обмена данными. Скорость обмена достаточна для обеспечения передачи данных в момент касания контактного устройства.
Протокол интерфейса One-Wire обеспечивает возможность работы с множеством iButton, подключенных параллельно к линии данных. Команды интерфейса позволяют определить ID всех iButton, подключенных в данный момент к линии и затем работать с конкретным прибором, переведя остальные в режим ожидания. Управление линией данных и выдачу команд производит ведущее устройство, в качестве которого может использоваться любой микроконтроллер или персональный компьютер (ПК). Для обеспечения целостности данных используется вычисление контрольных кодов, а также аппаратный промежуточный буфер в ОЗУ iButton. Данные сначала записываются в этот буфер, затем ведущий проверяет их правильность, и только после этого выдает команду ведомому устройству - скопировать их из буфера в основную память.