回到顶部

Reference Design of a 1-Wire® Bidirectional Voltage-Level Translator for 1.8V to 5V

参考设计免责声明 参照  重要声明和免责声明  涵盖参考设计和其他Maxim资源

描述

FPGA、微处理器、DS2482-100和DS2480B是常见的1-Wire主机器件。1-Wire/iButton®从器件由Maxim生产,该系列器件的典型工作电压为2.8V至5.25V。过去,传统的1-Wire主机和从器件均采用5V漏极开路逻辑。

现在,设计人员需要1-Wire主机IO提供1.8V的漏极开路逻辑。而大部分1-Wire从器件可以安全地工作在5V,它们中的绝大多数无法工作在1.8V。需要一个双向电平转换器克服这种限制。本参考设计(RD)采用Maxim®的MAX3394E双向电平转换器,用于解决这类应用中的问题。

电平转换器

MAX3394E双向电平转换器采用8引脚、3mm x 3mm TDFN封装。借助其内部摆率增强电路,可理想用于大电容负载驱动。1-Wire从器件电容负载通常大于500pF。MAX3394E的VCC I/O引脚具有±15kV HBM (人体模式)静电保护,为1-Wire主机提供保护。1-Wire总线通常用于连接外部世界,HBM保护是基本需求。推荐在上拉电阻(R3)、可选择的强上拉电路以及1-Wire从器件处使用DS9503P以增强ESD保护。

应用电路

图1所示电路利用MAX3394E实现1.8V至5V双向电平转换,系统采用漏极开路端口。


图1. 1-Wire双向电平(1.8V至5V)转换器电路原理图,注意,引脚I/O VL和I/O VCC具有10kΩ内部上拉。

该参考设计的BOM (材料清单)如表1所示。

表1. 材料清单

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+

 

波形测量/测试结果

图2图5是对评估电路板进行测试得到的结果。

测试条件为:

  • VL = 1.8V
  • VCC = 5.0V
  • CH1:1-Wire主机(OW_MASTER)
  • CH2:DS1920 (OW_SLAVE)
  • OW_SLAVE线长:2.4米,最大值。
  • 测试时没有使用图1中可选择的强上拉电路。
  • 仅在室温下测量。


图2. 从1-Wire复位波形可以看出MAX3394E的性能,在线应答脉冲幅度不超过250mV,低于典型1-Wire主机VIL的0.4V最大电压。


图3. 1-Wire写操作波形,写“1”时隙,tLOW1 < 15µs。


图4. 1-Wire写操作波形,写“0”时隙,60µs < tLOW0 < 120µs。


图5. 1-Wire读操作波形,1-Wire从机漏极开路端口返回的读“0”时隙,电平低于典型1-Wire主机VIL的0.4V最大值。

结论

该参考设计用于实现1.8V至5V 1-Wire双向电平转换,驱动典型的1-Wire从器件。本文介绍了设计电路的搭建与测试,给出了电路原理图、BOM及典型测试波形。

Icon

设计, 制作, 测试

图中的电路板已经完成封装和测试。不可售。

 

Maxim设备 (22)

器件号 名称 产品线 购买 设计套件和评估模块
DS1972 iButton 1024位EEPROM 存储器产品 立即购买 Not Available
DS1961S 带有SHA-1引擎的iButton 1Kb EEPROM 存储器产品 立即购买 Not Available
DS1971 iButton 256位EEPROM 存储器产品 立即购买 Not Available
DS1920 iButton温度记录仪 iButton 立即购买 Not Available
DS1822 经济型、1-Wire数字温度计 传感器 立即购买 Not Available
DS18B20-PAR 1-Wire寄生供电数字温度计 传感器 立即购买 Not Available
DS1973 iButton 4K位EEPROM 存储器产品 立即购买 Not Available
DS1977 iButton 32K字节EEPROM 存储器产品 立即购买 Not Available
DS28E04-100 4096位、可寻址、1-Wire EEPROM,带有PIO 存储器产品 立即购买 Not Available
DS28E01-100 1Kb、保护型1-Wire EEPROM,带有SHA-1引擎 安全认证器件 立即购买 Design Kits
DS2450 四路、1-Wire A/D转换器 模/数转换器(ADC) 立即购买 Not Available
DS2432 1Kb、保护型1-Wire EEPROM,带有SHA-1引擎 存储器产品 立即购买 Not Available
DS2431 1024位1-Wire EEPROM 存储器产品 立即购买 Design Kits
MAX3394E ±15kV ESD保护、大电流驱动、双/四/八通道电平转换器,带有加速电路 电平转换器 立即购买 Design Kits
DS28EA00 1-Wire数字温度计,具有顺序检测和PIO MAX86140 用于可穿戴健康设备的最佳光学脉搏血氧仪和心率传感器 立即购买 Design Kits
DS28EC20 20Kb 1-Wire EEPROM 存储器产品 立即购买 Design Kits
DS18S20 1-Wire寄生供电数字温度计 传感器 立即购买 Not Available
DS18S20-PAR 寄生供电数字温度计 传感器 立即购买 Not Available
DS18B20 分辨率可编程设置的1-Wire数字温度计 传感器 立即购买 Design Kits
MAX31826 带有1Kb可锁存EEPROM的1-Wire数字温度传感器 MAX86140 用于可穿戴健康设备的最佳光学脉搏血氧仪和心率传感器 立即购买 Design Kits
MAX31820 1-Wire环境温度传感器 传感器 立即购买 Not Available
MAX31820PAR 传感器 立即购买 Not Available

Maxim设备 (22)

器件号 产品线
存储器产品
iButton 1024位EEPROM
Not Available
存储器产品
带有SHA-1引擎的iButton 1Kb EEPROM
Not Available
存储器产品
iButton 256位EEPROM
Not Available
iButton
iButton温度记录仪
Not Available
传感器
经济型、1-Wire数字温度计
Not Available
传感器
1-Wire寄生供电数字温度计
Not Available
存储器产品
iButton 4K位EEPROM
Not Available
存储器产品
iButton 32K字节EEPROM
Not Available
存储器产品
4096位、可寻址、1-Wire EEPROM,带有PIO
Not Available
安全认证器件
1Kb、保护型1-Wire EEPROM,带有SHA-1引擎
模/数转换器(ADC)
四路、1-Wire A/D转换器
Not Available
存储器产品
1Kb、保护型1-Wire EEPROM,带有SHA-1引擎
Not Available
存储器产品
1024位1-Wire EEPROM
电平转换器
±15kV ESD保护、大电流驱动、双/四/八通道电平转换器,带有加速电路
MAX86140 用于可穿戴健康设备的最佳光学脉搏血氧仪和心率传感器
1-Wire数字温度计,具有顺序检测和PIO
存储器产品
20Kb 1-Wire EEPROM
传感器
1-Wire寄生供电数字温度计
Not Available
传感器
寄生供电数字温度计
Not Available
传感器
分辨率可编程设置的1-Wire数字温度计
MAX86140 用于可穿戴健康设备的最佳光学脉搏血氧仪和心率传感器
带有1Kb可锁存EEPROM的1-Wire数字温度传感器
传感器
1-Wire环境温度传感器
Not Available
传感器
Not Available

相关视频

查看所有视频