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概述
DS1990A序列号iButton®是一种坚固的数据载体，可
作为自动识别系统的电子注册号。数据通过 1-Wire®
协议传输，只需要一条信号引线和一个地回路。每个
DS1990A内包含工厂刻入的唯一 64 位注册号，可绝
对跟踪。坚固耐用的不锈钢
iButton封装具有极强的环
境适应能力，可防尘、防潮、防震。这种紧凑的纽扣
外形使其自动对准相应的探测头，易于人工操作。多
种附件使DS1990A可以灵活地安装在各种容器、塑料
盘、包装袋等物体表面。
应用
接入控制
工作流程跟踪
工具管理
库存管理
F3 和 F5 MicroCAN
尺寸
F3
IO
iButton, 1-Wire, 和MicroCAN是Dallas Semiconductor
标。
F5
3.10
0.51
地
尺寸
5.89
0.51
89 01
000000FBC52B
IO
地
所有尺寸单位为毫米。
商标
1-Wire
®
®
®
16.25
17.35
的注册商
DS1990A
序列号 i
特性
读取时间在 5ms 以内
工作范围：2.8V 至 6.0V, -40°C至+85°C
iButton共性
工厂刻入的 64 位注册号确保正确无误的器件选择
和绝对跟踪，不存在任何两个具有相同注册号的
器件。
内置多点控制器，适用于 1-Wire 网络。
短时间接触实现数字识别。
可以安装在某一物体上、并读取数据。
通过单线与主机进行数据通信，传输速率可达
16.3kbps，经济实惠。
纽扣外形使其可以自动对准杯状探测器。
注册号刻在耐用的不锈钢外壳上，能够经受恶劣
的环境。
安装时可以很容易地用自粘胶粘贴背面、固定其
边沿，或嵌装其环箍。
符合 UL#913 (第四版)标准;固有安全设备：经过 I
级、1 区、A、B、C组和指定 D区域场合的认
证。
定购信息
型号 温度范围 封装
DS1990A-F5
DS1990A-F3
常用附件
型号 说明
DS9096P 自粘胶垫
DS9101 多用途夹
DS9093RA 安装固定环
DS9093A 链扣
DS9092 iButton读取探头
-40°C 至+85°C
-40°C 至+85°C
Button
F5 iButton
F3 iButton
注：该器件的一些修订资料可能与已经发布的勘误表有所不同。任何器件有可能通过不同的销售途径同时提供多个版本。器件勘误表的信息可以从网
站：
http://www.maxim-ic.com.cn/errata
下载。
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DS1990A
物理规格
尺寸 参考机械图
DS1990A 重量 Ca. 2.5 克
安全性 符合 UL#913 (第四版)标准;固有安全设备：经过 I 级、1
区、A、B、C 组和指定 D 区域场合的认证。
极限参数
IO 至 GND 的电压
IO 吸入电流
结温
储存温度 -55°C 至+125°C
超出“极限参数”规定的范围会造成器件永久性损坏。这只是器件所能承受的极限值。在不超出极限参数的前提下，要使器件正常工作还需保证
不超出特性参数列表中的限定条件。如果器件长时间处于这些极限参数下会影响其可靠性。
-0.5V, +6.0V
20mA
+125°C
电气特性
(V
= 2.8V至 6.0V, TA = -40°C至+85°C.)
PUP
参数 符号 条件 最小值 典型值 最大值 单位
IO 引脚通用数据
1-Wire 上拉电阻
输入电容
输入负载电流
输入低电平电压
输入高电平电压
输出低电平电压 4mA
输出高电平电压
工作电荷
恢复时间
时隙持续时间
IO 引脚, 1-Wire 复位, 在线检测周期
复位低电平时间
复位高电平时间
在线检测高电平时间
在线检测低电平时间
在线检测采样时间
IO 引脚, 1-Wire 写
写 0 低电平时间
写 1 低电平时间
IO 引脚, 1-Wire 读
读低电平时间
读采样时间
R
C
V
V
V
V
Q
t
REC
t
SLOT
t
RSTL
t
RSTH
t
PDH
t
PDL
t
MSP
t
W0L
t
W1L
t
t
MSR
PUP
IO
I
L
IL
IH
OL
OH
OP
RL
(注 1, 2)
(注 3, 15)
(注 4)
(注 1, 5, 6)
(注 6, 7)
(注 6)
(注 6, 8)
(注 9, 15)
(注 1)
(注 1)
(注 1, 10)
(注 1, 11)
15 60 µs
(注 14)
(注 1)
(注 1)
(注 1, 12)
(注 1, 13)
(注 1, 13)
0.6 5
kΩ
100 800 pF
0.25 µA
0.8 V
2.2 V
0.4 V
V
PUP
V
30 nC
1 µs
61 µs
480 µs
480 µs
60 240 µs
60 75 µs
60 120 µs
1
1
t
RL
+ δ
15 µs
15 - ε
15 - δ
µs
µs
2 of 8
DS1990A
注 1: 系统要求。
注 2:
注 3: 首次上电时，
注 4: 输入负载接地。
注 5: 当主控制器驱动总线为低电平时，IO电压须低于或等于V
注 6: 所有电压以地为参考。
注 7: VIH是内部电源电压的函数。
注 8:
注 9: 5.0V上拉电压、5kΩ上拉电阻，t
注 10: 复位低电平时间 (t
注 11: 在达到复位高电平之前，不会产生额外的复位或通信序列。
注 12: ε表示上拉电路将IO电压从V
注 13: δ表示上拉电路将
注 14:
注 15: 仅由设计、仿真保证，未经过生产测试。
R
的范围仅由设计、仿真保证，未经过生产测试。产品测试是在固定R
PUP
器件数量和 1-Wire 恢复时间的函数。这里提供的数值对应于系统只包含一个器件和 1-Wire最小恢复时间。对于负载较重的系统，可
能需要
DS2480 中的有源上拉。
IO引脚的电容可能达到 800pF。如果IO引脚采用 5kΩ电阻上拉至V
操作。
。在一定的低电压条件下，V
线应答脉冲。
V
= 外部上拉电压。
PUP
≤ 120µs时，每 72 个时隙为 30nC。
SLOT
) 应该限制在最大 960µs，允许中断信令。与DS1994 并行使用时，更长的持续时间有可能屏蔽或隐蔽中断脉
冲。
在线应答脉冲确保仅出现在复位脉冲之后
RSTL
拉至VIH 所需要的时间。
IL
IO电压从VIL 拉至总线主控制器输入高电平门限所需要的时间。
(t
RSTL
ILMAX
)。
下进行的。所允许的最大上拉电阻是系统中的 1-Wire
PUP
，上电 5µs后，寄生电容将不会影响正常的通信
PUP
可能需要降至 0.5V，以确保正确的在
ILMAX
说明
图 1 给出了该器件的主要功能框图。DS1990A 从 IO 总线获取所需的能量，如寄生电源原理图所示。ROM 功能控制
单元包括 1-Wire 接口和逻辑电路，用于实现 ROM 功能命令，访问 64 位光刻 ROM。
图 1. DS1990A 原理框图
Parasite Power
IO
ROM
Function Control
64-bit
Lasered ROM
64 位光刻 ROM
每个 DS1990A包含唯一的 64 位ROM码，前 8 位是 1-Wire家族码，接下来的 48 位是唯一的序列号，最后 8 位是前
56 位的CRC校验码。详细内容请参考图 2。1-Wire CRC是由多项式发生器产生的，多项式发生器包括移位和“异
或”逻辑门电路，如图 3所示。多项式为：X
用笔记
27。
移位寄存器以 0 为起始位，然后是家族码（最低有效位），每次移入 1 位。移入第 8 位家族码后，开始移入序列
号。48 位序列号完全移入后，移位寄存器内所包含的值即为 CRC 校验码。移入 8 位 CRC 校验码，移位寄存器将全
部归 0。
8
+ X5 + X4 + 1。有关Dallas 1-Wire循环冗余校验的详细信息，请参考
应
3 of 8
图 2. 64 位光刻 ROM
MSB LSB
DS1990A
8 位
CRC 码
48 位序列号 8位家族码 (01H)
MSB LSB MSB LSB MSB LSB
图 3. 1-Wire CRC 发生器
POLYNOMIAL = X8 + X5 + X4 + 1
STAGE
0
X
st
1
1
X
nd
2
STAGE
STAGE
2
X
rd
3
STAGE
3
X
th
4
STAGE
4
X
th
5
STAGE
5
X
th
6
STAGE
6
X
INPUT DATA
th
7
STAGE
7
X
th
8
8
X
1-Wire 总线系统
1-Wire是在一条总线上连接一个主控制器（主机）和多个从机的系统。任何情况下，DS1990A都是从机器件，而总
线主控制器常由微控器或PC充任。对于一个小型系统配置，1-Wire通信信号可以在软件控制下由微控制器的一个端
口引脚产生。另外，也可以利用DS2480B 1-Wire线驱动器或串口适配器（DS9097U系列）实现。这种通信方式简化
了硬件设计，而且可以节省微处理器的资源，减轻其实时操作任务。有关总线系统的讨论我们分为三个主题：硬件
结构、处理流程和 1-Wire的信令（信号类型和时序）。1-Wire协议规定按照特定时隙中的总线状态进行总线操作，
以主控制器发送的同步脉冲的下降沿为起始状态，更详细的协议描述，请参考Book of DS19xx
iButton Standards第
四章。
硬件配置
1-Wire 总线仅定义了一条信号线，所以让总线上每个器件都在适当的时刻运行是非常重要。 为便于达到这一目的，
每一个接入 1-Wire 总线的器件都采用开漏连接或三态输出。DS1990A 的 1-Wire 端口为漏极开路输出，内部等效电
路如图 4 所示。多点总线在一条 1-Wire 总线上挂接了多个从机器件。1-Wire 总线的最高标准数据传输率为
16.3kbps。上拉电阻的阻值取决于网络规模和负载条件，对于大多数应用，可选择 2.2kΩ的上拉电阻。1-Wire 的空
闲状态为高电平，任何情况下需要暂停 1-Wire 操作时，总线必须置于空闲状态，以便随后恢复 1-Wire 操作。如果没
有进行上述操作，将总线置于低电平的时间超过 120µs，则总线上的一个或多个器件将被复位。
处理流程
DS1990A 在 1-Wire 总线上的数据访问命令流程如下所示:
初始化
ROM 功能命令
4 of 8
图 4. 硬件配置
SIMPLE BUS MASTER DS1990A 1-Wire PORT
RX
DS1990A
V
PUP
R
PUP
RXDATA
TX
Ω
TX
Open Drain
DS2480B BUS MASTER
HOST CPU
Serial
Port
serial in
serial out
Port Pin
RX = Receive
TX = Transmit
VDD
VPP
POL
RXD
TXD
GND
DS2480B
1-W
NC
100
MOSFET
+5V
To 1-Wire data
初始化
1-Wire 总线上所有的传输操作均由初始化序列开始。初始化序列由主机发出的复位脉冲（Reset Pulse）和从机发出
的在线应答脉冲（Presence Pulse）组成。在线应答脉冲使主机检测到 DS1990A 在总线上，并且已经准备就绪。详
细内容请参阅 1-Wire
信令
部分。
1-Wire ROM 功能命令
一旦主机检测到应答脉冲，就可以发出 DS1990A 支持的 ROM 功能命令。所有 ROM 功能命令的长度为 8 位。以下
列出了这些命令的简要介绍（流程图参见图 5）。
Read ROM [33h]
此命令允许总线主机读取 DS1990A 的 8 位家族码、唯一的 48 位序列码和 8 位 CRC 校验码。此命令仅在总线上只
有一个从机器件时可以使用。若总线上的从机超过一个，各器件同时发送数据时将会引发数据冲突（开漏输出将产
生“线与”的结果）。所得到的家族码和 48 位序列号将导致不匹配的 CRC。
Search ROM [F0h]
当一个系统启动初始化时，总线主机可能并不知道有哪些器件挂接在 1-Wire 总线上或不知道它们的注册号。利用总
线的“线或”特点，总线主机采用排除法可以识别总线上所有从机器件的注册号。获取注册号的每一位，从最低有
效位开始，总线主机都需要经过三个时隙。第一个时隙，每个参与搜索的从机器件发送一位其注册号的真实码；第
二个时隙，每个参与搜索的从机器件发送该位注册号的补码；第三个时隙，主机写其选择位的真实码。与主机写入
位不同的所有从机器件停止参与搜索操作。如果在前两个时隙中读取位为 0，总线主机可以获悉现有的从机器件存在
两种位状态（1 和 0）。总线主机选择写入位后，ROM 码“树”出现“分枝”。完成一次操作流程，总线主机可以
获得一个器件的注册号。有关其余器件的注册号识别，请参考应用笔记 187：1-Wire
实例介绍。
搜索算法，
其中还提供了一个
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图 5. ROM 功能流程图
y
DS1990A
Bus Master TX
Reset Pulse
Bus Master TX ROM
Function Command
33h
Read ROM
Command ?
Y
DS1990A TX
Family Code
(1 Byte)
DS1990A TX
Serial Number
(6 Bytes)
DS1990A TX
Presence Puls e
N
DS1990A TX Bit 0
DS1990A TX Bit 0
N
DS1990A TX Bit 1
DS1990A TX Bit 1
N
F0h
Search ROM
Command ?
Y
Master TX Bit 0
Bit 0
Match ?
Master TX Bit 1
Bit 1
Match ?
N
Y
Y
DS1990A TX
CRC B
te
DS1990A
DS1990A
Master TX Bit 63
N
TX Bit 63
TX Bit 63
Bit 63
Match ?
Y
Match ROM [55h] / Skip ROM [CCh]
1-Wire ROM 功能的最小配置包括 Match ROM 和 Skip ROM。因为 DS1990A仅有一个 64 位 ROM 码，无其它附加
的存储空间，所以 Match ROM 和 Skip ROM 命令都不可使用。DS1990A 接收到一个它不支持的 ROM 功能命令
时，将保持“沉默”（不动作）。这样可以确保 DS1990A 与其它能够响应 Match ROM 或 Skip ROM 的 1-Wire 器
件共同挂接在一条多点总线上(例如 DS1990A 和 DS1994)。
6 of 8
DS1990A
ε
1-Wire 信令
DS1990A 需要严格的通信协议来确保数据的完整性，此协议在单线上定义了四种类型的信号：包括复位脉冲和在线
应答脉冲的复位过程、写 0（Write 0）、写 1（Write 1）和读数据（Read Data）。除了在线脉冲以外，其它类型的
信号都由总线主机启动。
从空闲到活动状态，1-Wire总线需要从V
V
以上。电压上升所需要的时间请参考图 6 中的ε，取决于上拉电阻（R
IHMIN
下降到V
PUP
以下；从活动状态到空闲，总线电压需要从V
ILMAX
）和 1-Wire网络的电容。
PUP
ILMAX
上升到
DS1990A进行任何通信都要进行初始化处理（如图 6 所示）。一个复位脉冲紧跟一个在线应答脉冲表明DS1990A就
+ t
绪，可接收ROM功能命令。如果总线主机在下降沿采用了摆率控制，则必须将总线拉低t
RSTL
，以对边沿进行补
F
偿。
图 6. 初始化流程“复位和在线应答脉冲”
MASTER TX “RESET PULSE” MASTER RX “PRESENCE PULSE”
t
t
PDH
MSP
t
PDL
t
RSTH
t
REC
V
V
V
PUP
IHMIN
ILMAX
0V
t
F
t
RSTL
RESISTOR MASTER DS1990A
主机释放总线后进入接收模式（RX）。此时 1-Wire总线电平被上拉电阻，或DS2480B驱动器等有源电路上拉至
V
。当电平高于V
PUP
应答脉冲，主机必须在t
时，DS1990A等待t
IHMIN
时间检测 1-Wire总线的逻辑电平。
MSP
，然后通过将总线电平拉低并保持t
PDH
，发送一个应答脉冲。为了检测
PDL
读/写时隙
与 DS1990A 的数据通信按时隙进行，每时隙传输一位。数据在写时隙由总线主机传输到从机。数据在读时隙由从机
传输到主机。图 7 说明了读时隙和写时隙的定义。
所有通信均从主机拉低数据线开始，当 1-Wire总线上的电压降至V
以下时，DS1990A启动内部定时发生器，在
ILMAX
写时隙确定何时采样数据线，在读时隙确定数据有效的时间。
主机到从机
对于写 1 时隙，数据线上的电压必须在写 1 的低电平时间t
电压在写 0 的低电平时间t
时间窗口内都不应超过V
。
t
REC
ILMAX
结束前必须保持在V
W0LMIN
。数据线上的电压超过V
ILMAX
IHMIN
以下。为了实现最可靠的通信，数据线上的电压在整个t
W1LMAX
结束前达到V
以上。对于写 0 时隙，数据线上的
IHMIN
后，DS1990A在进行下一个时隙前需要一段恢复时间
W0L
7 of 8
DS1990A
从机到主机
读数据时隙开始时与写 1 时隙类似。数据线上的电压在读低电平时间tRL结束前必须保持在V
口，应答 0 时，DS1990A开始拉低数据线，其内部定时发生器决定何时结束下拉，电压重新开始升高；应答 1 时，
DS1990A将不保持数据线的低电平，一旦t
结束，电压即开始上升。
RL
主机采样窗口（t
MSRMIN到tMSRMAX
主机必须在采样窗口内执行一次数据线读操作。为达到可靠通信，t
但不晚于t
的时间读取数据。从数据线读取数据后，主机必须等待直至t
MSRMAX
准备就绪前有足够的恢复时间t
）一方面由tRL + δ（上升时间）决定，另一方面由DS1990A内部定时发生器决定，
时间在允许范围内应尽量短，主机应该在接近
RL
结束，确保DS1990A在下一个时隙
SLOT
。
REC
ILMAX
以下。在t
时间窗
RL
图 7. 读/写时序图
Write-One Time Slot
t
W1L
ε
t
SLOT
V
IHMASTER
V
V
V
PUP
IHMIN
ILMAX
0V
t
F
Write-Zero Time Slot
V
PUP
V
IHMASTER
V
IHMIN
V
ILMAX
0V
t
F
Read-Data Time Slot
V
PUP
V
IHMASTER
V
IHMIN
V
ILMAX
0V
t
F
RESISTOR MASTER
t
W0L
RESISTOR MASTER
t
t
RL
MSR
Master
Sampling
Window
δ
t
SLOT
t
SLOT
t
REC
t
REC
RESISTOR MASTER DS1990A
8 of 8
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