RAINBOW ELECTRONICS DS1994 User Manual [ru]

DALLAS

SEMICONDUCTOR

www.dalsemi.com

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТ ЕРИСТ ИКИ DS1994

•

4096-битная энергонезависимая память с возможностью чтения/записи

•

256-битная блокнотная память обеспечивает целостность передаваемых данных

•

Память разбита на 256-битные страницы для пакетированных данных

•

Целостность данных обеспечивается при помощи строгих протоколов чтения/записи

•

Содержит часы реального времени/ календарь в двоичном формате

•

Интервальный таймер может автоматически суммировать время работы (когда подается питание)

•

Программируемый счетчик циклов может суммировать число циклов включения/ выключения питания системы

•

Программируемые сигнальные таймеры (alarms) могут быть установлены для

генерирования прерываний интервального таймера, часов реального времени и счетчика циклов

•

Возможность защиты от записи обеспечивает сохранность данных о времени

•

Программирование даты истечения срока доступа к статическому ОЗУ (SRAM) и данным хронометража

•

Точность часов не хуже ±2 мин в месяц при температуре 25°C

•

Диапазон рабочих температур от –40 до +70°C

•

Хранение данных в течение 10 лет

4-Кбит iButton c часами реального времени

DS1994

•

Носитель данных обеспечивает компактное хранение информации на кристалле микросхемы

•

Доступ к данным может происходить при касании объекта

•

Обмен данными с мастером (ведущим) шины осуществляется при помощи одного цифрового сигнала на скорости 16.3 Кбит в секунду

•

Стандартный диаметр 16 мм и протокол 1Wire гарантируют совместимость с семейством iButton

•

Форма в виде таблетки обеспечивает автоматическое центрирование в считывающем устройстве

•

Долговечный корпус из нержавеющей стали с выгравированным регистрационным номером обладает стойкостью к воздействиям окружающей среды

•

Легко прикрепляется с помощью самоклеющейся подложки, фиксируется собственным фланцем или напрессовываемым кольцом

•

Детектор присутствия выдает сигнал подтверждения при первом поступлении питания от считывающего устройства

•

Соответствует требованиям UL#913 (4-я редакция); взрывобезопасное исполнение, утверждено для использования в классе I, разделе 1, группы A, B, C и D (возможность применения рассматривается)

КОРПУС F5 MICROCAN15™

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ i

•

Уникальный, записанный лазером в процессе производства и проверенный 64битный регистрационный номер (8-битный групповой код + 48-битный серийный номер + 8-битная контрольная сумма CRC) обеспечивает возможность абсолютного контроля, поскольку не существует двух устройств с одинаковыми номерами

•

Многоточечный контроллер для сети MicroLAN

•

Цифровая идентификация и считывание информации посредством мгновенного контакта

Button

1 из 23

Все размеры указаны в мм.

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ЗАКАЗА

DS1994L-F5 Корпус F5 MicroCan

ПРИМЕРЫ АКСЕССУАРОВ

DS9096P Самоклеющаяся подложк а DS9101 Универсальный зажим DS9093RA Крепежное кольцо DS9093F Держатель с защелкой DS9092 Контактное устройство для iButton

DS1994

ОПИСАНИЕ i

Память DS1994 семейства iButton представляет собой прочный носитель данных с возможностью чтения/записи, который действует в качестве локализованной базы данных, доступной с помощью минимального аппаратного обеспечения. Энергонезависимая память и дополнительная возможность хронометража предлагают простое решение для хранения и извлечения необходимой информации, касающейся объекта, к которому прикреплен прибор iButton. Данные передаются последовательно при помощи протокола 1-Wire, требующего для работы только один провод данных (сигнальный) и общий провод (земля).

Блокнотная память (Scratchpad) представляет собой дополнительную страницу, которая действует как буфер при записи в память. Данные сначала записываются в блокнотную память, откуда они затем могут быть считаны. После проверки записанных данных они переносятся в память при помощи команды копирования блокнота. Это обеспечивает целостность данных при изменении содержимого памяти. 48-битный серийный номер, который записывается лазером в каждый прибор DS1994 в процессе производства, гарантирует уникальную идентификацию, что обеспечивает возможность абсолютного контроля. Долговечный корпус MicroCan обладает высокой стойкостью к таким воздействиям окружающей среды, как грязь, влажность и удары. Его компактный профиль в форме таблетки позволяет прибору автоматически центрироваться в считывающем устройстве, что дает возможность пользователям легко им оперировать. Аксессуары позволяют монтировать прибор DS1994 практически на любую поверхность, включая пластиковые держатели (которые можно вешать на брелки для ключей), идентификационные бэджи и печатные платы.

Области применения прибора DS1994 включают контроль доступа, сопровождение в процессе производства, электронный контроль перевозок, хранение калибровочных постоянных и осуществление электронных платежей (дебетные маркеры). В дополнение к энергонезависимой памяти, прибор содержит часы реального времени/календарь, интервальный таймер, счетчик циклов и имеет возможность для программирования прерываний. Кроме того, DS1994 обладает дополнительными функциями хронометража. Внутренние часы могут быть запрограммированы для отказа в доступе к памяти, основываясь на абсолютном времени/дате, общем времени работы или количестве обращений к памяти. Эти возможности позволяют использовать DS1994 в секундомере, будильнике, счетчике часов, календаре, для фиксации времени и даты, а также как планировщик событий, журнал для служебных записей, интервальный таймер и счетчик циклов включения (подачи питания) системы.

Button

ОБЩЕЕ ОПИСА НИЕ

DS1994 имеет четыре основных компонента данных: 1) 64-битное, записанное лазером ПЗУ,

2) 256-битную блокнотную память (Scratchpad), 3) 4096-битное статическое ОЗУ (SRAM),

4) регистры хронометража. В схеме хронометража используется встроенный генератор, который

подключен к кварцевому резонатору частотой 32.768 кГц. Статическое ОЗУ и регистры хронометража имеют непрерывное (смежное) адресное пространство, которое в дальнейшем мы будем называть памятью. Все данные считываются и записываются, начиная с младшего бита.

Функции памяти становятся доступными только после того, как установлен протокол функций ПЗУ. Этот протокол описывается на блок-схеме функций ПЗУ (Рис. 9). Сначала мастер шины должен обеспечить выполнение одной из четырех команд функций ПЗУ: 1) Чтение ПЗУ,

2) Сравнение ПЗУ, 3) Поиск ПЗУ, 4) Пропуск ПЗУ. После успешного выполнения последовательности функций ПЗУ, функции памяти становятся доступными, и мастер может обеспечить передачу одной из четырех команд функций памяти (см. Рис. 6).

2 из 23

Рис. 1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА DS1994

DS1994

Литиевая

батарейка 3В

Контакт

Данные

Управление

функциями ПЗУ

Управление

функциями

памяти

ПАМЯТЬ

ОЗУ

(страницы по 256 бит)

64 бит

лазерного

ПЗУ

Блокнот

256 бит

Схема

паразитног

питания

Генератор

32 768Гц

Функции отсчета

временных интервалов

Регистры хронометража

Внутренние регистры

и счетчики

3 из 23

DS1994

ПАРАЗИТНОЕ ПИТАНИЕ

На структурной схеме (Рис. 1) упоминается схема паразитного питания. Эта схема «заимствует» мощность в тот момент, когда напряжение на входе данных находится на ВЫСОКОМ уровне. Линия данных будет обеспечивать достаточную мощность до тех пор, пока выполняются определенные требования по временным соотношениям и параметрам напряжения. Паразитное питание имеет двойное преимущество:

1) при паразитном питании от данного входа заряд литиевого источника сохраняется;

2) если по какой-либо причине литиевый источник питания разрядился, данные из ПЗУ все равно можно будет считать.

64-БИТНОЕ ПЗУ, ЗАПИСАННОЕ ЛАЗЕРОМ

Каждый прибор DS1994 содержит уникальный 64-битный код ПЗУ. Первые 8 бит являются групповым кодом 1-Wire. Следующие 48 бит представляют собой уникальный серийный номер. Последние 8 бит являются контрольной суммой CRC для проверки первых 56 бит (подробности см. Рис. 2). Циклически избыточный код (Cyclic Redundancy Check — CRC) для однопроводной шины (1Wire) формируется полиномиальным генератором, состоящим из регистра сдвига и логических элементов XOR (исключающее ИЛИ), как показано на Рис. 3. При этом используется многочлен

+ X5 + X4 + 1. Дополнительную информацию о контроле циклически избыточным кодом для шины

X 1-Wire фирмы Dallas можно получить из документа «Book of DS19xx iButtton Standards». Биты регистра

сдвига изначально устанавливаются в 0. Затем, начиная с младшего бита группового кода, сдвигается по одному биту за раз. После введения восьмого бита группового кода следует серийный номер. После того, как был введен 48-й бит серийного номера, регистр сдвига содержит значение CRC. Сдвиг восьми битов CRC обнуляет регистр сдвига.

Рис. 2. 64-БИТНОЕ ПЗУ, ЗАПИСАННОЕ ЛАЗЕРОМ

МЛАДШИЙ БИТ

ГРУППОВОЙ КОД

СЕРИЙНЫЙ НОМЕР

04h = DS1994

48-БИТНЫЙ

УНИКАЛЬНЫЙ НОМЕР

CRC 8 БИТ

СТАРШИЙ БИТ

Рис. 3. ГЕНЕРАТОР CRC ШИНЫ 1-WIRE

XOR

(Старший бит) (Младший бит)

XOR XOR

ход

4 из 23

Рис. 4. ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ DS1994

Блокнот

Страница

DS1994

Память

Страница 0

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

0000h

0020h

0040h

0060h

0080h

00A0h

00C0h

00E0h

0100h

0120h

0140h

0160h

0180h

01A0h

Страница 16

Регистры хронометража

Регистр статуса

Регистр управления

Регистры счетчика

реального времени

Регистры отсчета

временного интервала

Регистры

циклического счетчика

Регистры ошибки счетчика

реального времени

0200h

0201h

0202h

0207h

020Ch

0210h

Страница 14

Страница 15

Страница 16

Регистр Статуса

X X CCE ITE RTE CCF ITF RTF

Регистр управления

DSEL

654 32 1 0

STOP

START

AUTO

MAN

01C0h

01E0h

0200h

OSC RO WPC WPI WPR

Регистры ошибки отсчетов

временного интервала

Регистры ошибки

циклического счетчика

0215h

021Ah

5 из 23

DS1994

ПАМЯТЬ

На Рис. 4, где приведена организация памяти DS1994, показана 32-байтная страница, называемая блокнотной памятью, и 32-байтные страницы, называемые памятью. DS1994 содержит страницы с нулевой по пятнадцатую, которые составляют 4096-битное статическое ОЗУ (SRAM), а также страницу 16, которая имеет только 30 байт и содержит регистры хронометража.

ХРОНОМЕТРАЖ

Кварцевый генератор частотой 32.768 кГц используется в качестве задающего генератора (time base) для функций хронометража. Генератор может быть включен или выключен при помощи бита включения (enable bit) в регистре управления. Для функционирования часов реального времени, интервального таймера и счетчика циклов генератор должен быть включен.

Для функций хронометража используется двойная буферизация. Это позволяет мастеру считывать время или данные счетчика, не изменяя данные в процессе считывания. Для выполнения этой операции копия данных счетчика передается в регистры временного хранения информации, доступные пользователю. Это происходит после восьмого бита команды чтения функций памяти.

Часы реального времени

Часы реального времени представляют собой 5-байтный двоичный счетчик. Его значение возрастает 256 раз в секунду. Младший байт показывает отсчет долей секунд. Четыре старших байта являются

счетчиком секунд. Максимальное значение времени в секундах, которое могут содержать часы реального времени перед переполнением, равно 136 годам. Время/дата представлены числом секунд, прошедших от начала отсчета, которое определяется пользователем. Например, началом отсчета может быть 12:00 A.M., 1 января 1970 года.

Интервальный таймер

Интервальный таймер также является 5-байтным двоичным счетчиком. Когда он включен, его значение возрастает 256 раз в секунду. Младший байт показывает отсчет долей секунд. Максимальное значение времени в секундах, которое может содержать интервальный таймер перед переполнением, равно 136 годам. Интервальный таймер имеет два режима работы, которые выбираются при помощи

MAN

бита AUTO/ отсчет после перехода линии данных на ВЫСОКИЙ уровень на время, которое определяется битом DSEL в регистре управления. Аналогично, после того, как линия данных перейдет на НИЗКИЙ уровень на время, определяемое битом DSEL, интервальный таймер останавливает отсчет. В ручном режиме

включение/выключение таймера управляется битом STOP/ ПРИМЕЧАНИЕ: Для автоматического режима работы напряжение ВЫСОКОГО уровня на линии

данных должно быть больше или равно 2.1 В.

Счетчик циклов

Счетчик циклов представляет собой 4-байтный двоичный счетчик. Его значение возрастает после спада (падающего фронта) на линии данных при выполнении соответствующих временных соотношений на линии данных. Эти временные соотношения выбираются при помощи бита DSEL в регистре управления (см. раздел «Регистры состояния/управления»).

в регистре управления. В автоматическом режиме интервальный таймер начинает

START

в регистре управления.

ПРИМЕЧАНИЕ: Для работы счетчика циклов напряжение ВЫСОКОГО уровня на линии данных должно быть больше или равно 2.1 В.

6 из 23

DS1994

Сигнальные регистры (alarm registers)

Сигнальные регистры (регистры сигнального таймера) для часов реального времени, интервального таймера и счетчика циклов работают одинаково. Когда значение определенного счетчика совпадает со значением в связанном с ним сигнальном регистре, устанавливается флаг в соответствующий бит регистра состояния. Если в регистре состояния установлен надлежащий бит (или биты) включения прерывания, то генерируется прерывание. Если счетчик и связанный с ним сигнальный регистр имеют защиту от записи, то когда происходит срабатывание сигнального таймера, доступ к прибору ограничивается. (См. разделы «Регистры состояния/управления», «Прерывания» и «Программируемое истечение срока».)

РЕГИСТРЫ СОСТОЯНИЯ/УПРАВЛЕНИЯ

Регистры состояния и управления занимают первые 2 байта страницы 16 (см. организацию памяти на Рис. 4).

Регистр состояния

7 6 5 4 3 2 1 0

CCE

X X

Состояние битов, отмеченных знаком «X», не имеет значения.

ITE

RTE

CCF ITF RTF 0200h

Биты, отмеченные серым цветом, предназначены только для чтения.

0 RTF Сигнальный флаг часов реального времени 1 ITF Сигнальный флаг интервального таймера

2 CCF Сигнальный флаг счетчика циклов

Когда происходит срабатывание определенного сигнального таймера, соответствующий сигнальный флаг устанавливается в 1. Сигнальный флаг (или флаги) сбрасывается при считывании регистра состояния.

RTE

ITE

CCE

Запись логического 0 в любой из битов включения прерывания разрешает генерацию прерывания, если установлен соответствующий этому биту сигнальный флаг (см. раздел «Прерывания»).

Бит включения прерывания часов реального времени

Бит включения прерывания интервального таймера

Бит включения прерывания счетчика циклов

7 из 23

+ 16 hidden pages