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单总线温度采集深入剖析
资料介绍
单总线温度采集深入剖析 现象描述 问：这次单总线温度采集出了什么问题？ 答：板上一片 DS18B20 单总线温度传感器，读回来的温度总是不稳定，偶尔读到 -55℃ 这种离谱值，还时不时读不到设备。排查的时候发现，总线上一共挂了几个从机，主机轮询到某个地址时经常超时。 问：单总线采集不稳定，你第一时间怀疑什么？ 答：我第一时间怀疑时序，因为单总线对时序要求很严。读写时序稍有偏差，就会导致通信失败。但后来发现，光调时序并不能完全解决，于是把注意力放到了总线电平、上拉电阻、以及从机地址冲突这几个更底层的环节上。 数据采集 问：你是怎么采集数据定位问题的？ 答：我分了两步。第一步用逻辑分析仪抓总线的波形，看主机发出的复位脉冲、时序、以及从机的应答是否正常；第二步做了多组测试，分别改变上拉电阻阻值、总线长度、从机数量，记录每种条件下的通信成功率。 问：采集到哪些关键现象？ 答：最关键的发现是，上拉电阻偏大时，总线下拉后恢复时间明显变长，导致主机误判电平；而总线过长、分布电容增大时，同样的上拉电阻下波形边缘变缓，读时序更容易出错。数据表摆出来，通信失败率和这几个参数的关联一目了然。 上拉电阻 总线长度 通信成功率 波形现象 4.7k 1m 高 波形正常 10k 3m 中 恢复变缓 4.7k 5m 低 边缘变缓、误判 原因分析 问：那根因到底是什么？ 答：根因是多个因素叠加。首先是上拉电阻和总线分布电容构成 RC 充放电，总线越长、电容越大，恢复时间越长，在时序苛刻时就容易读错。其次是单总线协议本身的时序窗口窄，任何一处的电平恢复延迟超时，都会被判定为通信失败。 问：还有别的因素吗？ 答：还有一个隐蔽的因素是从机地址。单总线设备有 64 位 ROM 码，主机用 ROM 码寻址。如果地址读取出错，或者有两片从机 ROM 码读取冲突，主机就会"找不到设备"，表现就是超时和读不到。
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