摘要：簡述一種新穎的智能信息載體ibutton及其特點，分析對其進行信息訪問的機理，介紹其軟件開發環境和應用系統的設計方法，展望其誘人的應用前景。

關鍵詞：信息鈕扣 通信協議 主從模式 api函數 一、 ibutton簡介 計算機技術的蓬勃發展，使基于條形碼、磁卡、ic卡等技術的數字識別系統逐漸取代了人工識別，并被廣泛應用于金融、電信、商業等領域，深刻影響著人們的日常生活。但是，條形碼、磁卡、ic卡等構成的數字識別系統存在著攜帶不便、易受損壞、不能應用于惡劣環境等不足。美國達拉斯半導體公司（dallas semiconductor corporation）推出的1種智能化信息載體ibutton，較好地解決了數字識別系統存在的這些問題，為開發更加完善的新穎數字識別系統提供了技術支持和實現手段。

ibutton（information button）意為“信息鈕扣”。它采用直徑17mm、厚3~6mm的鈕扣狀不銹鋼外殼封裝。內部由i／o處理器和存儲器兩個基本部分組成，某些應用于特殊場合的ibutton還內置有感溫、時鐘圖1ibutton外型結構等元器件。ibutton以1-wire規范作為通信協議，僅用1根數據線實現與外界的信息交換。圖1所示是ibu-tton的外型結構示意圖。

ibutton作為1種新穎的智能化信息載體，相比傳統的信息載體具有如下特點：

① 由于ibutton采用不銹鋼外殼封裝，無暴露的易損部件或易腐部件，具有抗撞擊、防水漬、耐腐蝕、抗磁擾、防折疊等顯著特點，工作溫度范圍也較寬，可以在-40～80℃的溫度范圍內正常工作，適用于惡劣的環境；

② 每片ibutton內部均固化有惟一的64位標識號（id），排列順序依次為分類號8位、系列號48位以及crc碼8位，并且具有自毀功能，保密性能好，可適用于需要作硬件加密的場合；

③ 由于ibutton采用獨特的機械外形設計，具有ic卡、磁卡等信息載體無法比擬的優勢，存儲于其中的數據信息具有相當高的安全可靠性；

④ ibutton可以嵌在戒指、鑰匙串、錢包或手表上，隨身攜帶方便；

⑤ 存取數據時采用接觸方式，與觸頭輕輕一碰，瞬間即可完成數據信息的讀寫操作。 二、 ibutton的工作機理 1根數據線和1根地線構成了ibutton的電氣接口。正面是數據線，底座為地線，結構極其簡單。傳輸數據時，無需電源和時鐘信號，信號同步靠內部定時邏輯解決，而數據通信的能量則由數據線提供。ibutton內部為一大規模集成電路，由i／o處理器和存儲器兩個基本部分構成，其功能模塊如圖２所示。

圖2ibutton內部功能模塊示意圖

ibutton采用獨特的主從式、位同步、半雙工串行方式與外部進行通信。微機及有關讀寫設備處于主動（master）地位；ibutton處于從屬（slave）地位。master與slave之間以1-wire協議為基礎，按照特定的時序要求由數據線逐位交換數據。

ibutton作為從設備，其工作過程可描述為：首先，由微機主動向ibutton發測試脈沖，以識別ibu-tton是否已與其觸頭接觸，若已正確連接，可接收到ibutton發來的應答脈沖，表示可以進入數據通信過程。這時，微機先發操作ibutton的rom區的指令，如讀rom區數據指令、匹配操作指令、搜尋操作指令等，這些指令被ibutton接受并執行。然后，發操作ibutton的nv ram區數據的指令，如讀寫nv ram區數據指令、讀寫或復制讀寫緩沖區（scratchpad）數據的指令等。之后，微機與ibutton間進行數據傳輸操作。最后圖3讀寫數據時序，微機再發測試脈沖，當收到ibutton的應答脈沖后，整個數據通信過程即告結束。圖３示意了有關時序。它們可分為測試連接與應答、從ibutton讀取數據和向ibutton寫入數據3種類型。

在應用軟件開發過程中，對ibutton進行數據讀寫的過程需要遵循其工作機理和時序要求，具體包括：

(1) 測試連接及應答

微機發測試負脈沖給ibutton，查詢ibutton是否已與觸頭正確連接。若與觸頭連接良好，ibutton則將數據線拉低，產生應答負脈沖。如果微機檢測到這個應答脈沖，就可以進行數據讀寫操作了。

（2） 從ibutton讀取數據

微機先向ibutton發1個讀負脈沖，ibutton接受該脈沖后立即將被讀取位的內容送至數據線上，微機從數據線上獲得數據。若數據線在ibutton的采樣時區內維持高電平，則讀取值為“１”；否則，為“０”。最后，ibutton釋放數據線，數據線恢復為高電平，為微機繼續從ibutton讀取數據位作好準備。

（3） 將數據寫入ibutton

與讀取數據類似，微機向ibutton發1個寫負脈沖，然后開始寫數據。微機維持數據線低電平特定時間，再恢復為高電平，則表明寫入“０”；微機發出寫負脈沖后立即將數據線拉高并維持特定時間，則表明寫入“１”。完成數據寫入后，數據線恢復為高電平，為微機繼續向ibutton寫入數據位作好準備。

圖1 ibutton 外置結構 圖2 ibutton 內部功能模塊示意圖 圖3 讀寫數據