EEPROM芯片X25043与80C196KC单片机的接口及应用

EEPROM芯片X25043与80C196KC单片机的接口及应用 EEPROM Chip X25043 to 80C196KC Sing le c hip Mic roc ontrolle r ( 华中科技大学电气与电子工程学院, 湖北 武汉 ) 杨红权辜承林李承 430074 摘 要 介绍了 Xic or 公司的 EEPROM 芯片 X25043 , 可以充分利用 X25043 的性能、特点及其在测控系统中的应用的上电复 位、电压监控、看门狗定时器和外扩 EEPROM, 这样可以简化硬件电路设计, 提高系统的可靠性。文中给出了 X25043 与 80C196KC 单片机的硬件接口和具体的 C 语言实现源程序。 关键词: 80C196KC 单片机, EEPROM 芯片, X25043 Abs tra ct The p e rforma nc e ,c ha ra c te ris tic a nd a p p lic a tion in ob s e rve a nd c ontrol s ys te m of EEPROM c hip X25043 ma d e b y Xic or c omp a ny a re p re s e nt in this p a p e r.Cha ra c te ris tic of e le c trify re s e t c ontrolle r、volta g e s up e rvis or、wa tc hd og time r c a n b e fully us e d to s imp lify the ha rd wa re d e s ig n a nd imp rove re lia b ility of the s ys te m.The inte rfa c e of EEPROM c hip X25043 to 80C196KC Sing le c hip Mic roc ontrolle r a nd s oftwa re imp le me nt with C la ng ua g e p rog ra mme a re a ls o p rovid e d . Ke y word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 s :80C196KC Sing le c hip Mic roc ontrolle r,EEPROM c hip ,X25043 目前在一些单片机测控系统中存在电源开断、瞬时电压不3) 串行时钟( SCK) : SCK 最大的串行时钟频率可达到 1MHz , 稳等不安全因素, 会造成系统死机、信息丢失等运行故障。因此 串行时钟控制用于数据输入和输出的串行总线定时。出现在 SI , 确保程序的正常运行, 一旦系 需要外围电路具备掉电监视功能引脚上的操作码, 地址或数据在时钟输入的上升沿锁存, 而 SO , 能及时发 引脚上的数据在时钟输入的下降沿之后发生改变。 统因干扰或其它的一些原因导致程序跑飞或死机时 出复位信号, 使系统恢复。同时测控系统中有时需要设置一些参 4 ) 芯片选择( CS ) : 当 CS 为高电平时, SO 输出引脚处于高 数, 比如时钟初值、控制参数等, 设置完成后这些参数往往需要 掉电保存, 以便在下次系统启动时能进入预想的状态。 阻状态; 当 CS 为低电平时, 将 X25045 置于工作状态。上电之 在传统的电路设计中, 常采用专用的集成复位电路、专用看 后, 在任何操作开始之前需要 CS 从高电平至低电平的跳变。 门狗监控电路和非易失存储器 EEPROM 电路来达到上述要求, 5 ) 写 保 护 ( WP ) : 当 WP 为 低 电 平 时 , 禁 止 向 X25045 的 非 但往往有成本较高、电路板空间较大、接口复杂等不利因素。 易失性写操作, 但是器件的其它功能正常。WP 保持高电平时, X25043 是 美 国 Xic or 公 司 出 品 的 新 型 可 编 程 看 门 狗 监 控 所有的功能都正常。在 CS 仍为低电平时, 变为低电平将中断对 EEPROM 芯片, X25043 把三种常用的功能即看门狗定时、电压 X25045 的写操作。如果内部写周期已经开始, 则变为低电平将 监控和 EEPROM 组合在单个封装的 CMOS 器件内, 大大简化 不影响写操作。, 降低了功耗, 提高了系统的稳定性, 是 了应用系统的硬件设计 , 与 X25045 的区别在于 X25043 是 一种理想的单片机外围芯片6 ) 复位( RESET) : X25043 的复位是低电平有效, 漏极开路 , 低电平有效复位。看门狗定时器对微处理器提供了实时的保护输出。当 VCC 下降至最小工作电压以下时, RESET 将输出低电 VCC 检测电路可使系统免受低电压的影响, 当降到最小工作电 平, 从而将系统复位。 压以下时, 使系统复位, 直到 VCC 恢复稳定为止。其存储器部分 2 X25043 与 80C196KC 的指令及接口 是串行 EEPROM, 提供不少于 10 万次的存取次数和最少 100 X25043 内部寄存器包括一个指令寄存器、一个写使能锁存 年的数据保存期, 具有简单的三总线工作的串行外设接口 SPI (Se ria l Pe rp he ra l Inte rfa c e )。 器和一个状态寄存器。指令寄存器是一个八位寄存器, 通过 SI 1 引脚功能 访问, 它用于读取状态数据、写入命令数据、设置或复位写使能 X25043 有多种封装形式, 有 8 引脚 DIP , SOIC 和其它的封 寄存器, 指令集如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1 所示。 装形式, 下面以 8 引脚 DIP 为例进行说明, 其引脚如图 1 所示。 表 1 X25043 指令寄存器指令集 1 ) 串行输出( SO ) : SO 是串行数据输出引脚。在读周期内, 数据在此引脚上输出, 数 据 由 串 行时钟的下降沿同步输出。 2 ) 串 行 输 入 ( SI) : SI 是 串 行 数据输入引脚。所有操作 码 , 字 地 址 以 及 写 入 存 储 器 的 数 据 节 在此引脚上输入。串行时钟的上 升沿锁存 SI 数据。 X25043 中有一个“写使能锁存器”, 在内部完成写操作之前 86 EEPROM 芯片 X25043 与 80C196KC 单片机的接口及应用 uc ha r RDSR_INST= 0x05W 必须先用 WREN 指令设置该锁存器, 用 WRDI 指令复位该锁存 器。在上电情况下和写操作完成之后, 该锁存器自动复位。另外, uc ha r WRITE_INST= 0x02W 当变为低电平时, 该锁存器也被复位。一旦“写使能锁存器”被复 uc ha r READ_INST= 0x03W 位, 就禁止写操作。 uc ha r STATUS_REG= 0x20W X25043 有一个 8 位的命令寄存器来控制其写入和读出的 函数 XSe ria lWrite 、XSe ria lRe a d 分别表示将一个字节逐位 操作, , 如写入或读出 EEPROM 操作过程都需要命令寄存器存 写入 X25043 和从 X25043 : 读出一个字节的过程。写入过程为SI 端口进 储数据、写入或读出状态寄存器状态。写入操作通过 先判断数据最高位是否为 1 , 若是则写入 1 , 反之则写入 0 , 然后 行, 读出操作通过 SO 端口进行, 所有的操作在 SCK 时钟 下 按 , 依次类推, 直到最低位为止。读出的 对次高位进行相同的操作照 SPI 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 进行, 数据的 I /O 是从最高位字节开始的。状态寄存 过程则为反向操作。变量 iop ort1 在头文件中定义为特殊寄存器 器的 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 如表 2 所示。 ( 地址为 OFH) , 对应单片机的 P1 口。 表 2 状态寄存器的格式 ( 1 ) 串行输入子程序 void XSe ria lWrite (uc ha r d a ta ) c uc ha r ind e xW for(ind e x= 8W ind e x> 0W ind e x- - )c iop ort1&= hSCKW WIP 位表示 X25043 的写操作状态, “1 ”表示写操作正在进 if(d a ta & 0x80) iop ort1|= SIW 行, “0 ”表示没有写操作, WIP 位是只读的。WEL 位表示“写允许 e ls e iop ort1&= hSIW 锁存器”的状态, “1 ”表示锁存器置位, “0 ”表示锁存器复位, WEL iop ort1|= SCKW 位也是只读的。 状 态 寄 存 器 中 的 非 易 失 性 d a ta < < = 1W 表 3 保护范围 位 BL1 、BL0 、WD1 、WD0 可 以 k 由 WRSR 指 令 进 行 设 置 。 BL1 k 和 BL0 位表示 块 保 护 所 使 用 的 ( 2 ) 串行输出子程序 , 数据只 范围。在被保护的段内uc ha r XSe ria lRe a d (void ) 读 不 能 写 , BL1 和 BL0 可 控 能c 范围的划分见表 3 。 uc ha r ind e xW 看门狗定时器对 CPU 提供了 uc ha r d a ta = 0W 安全运行的保护, 一旦系统出现 表 4 看门狗超时周期 for(ind e x= 8W ind e x> 0W ind e x- - )c 死机, 可在超时周期之后发出复d a ta < < = 1W 位 信 号 , 强 迫 CPU 重 新 启 动 。 iop ort1&= hSCKW WD1 和 WD0 位是看门狗定时器 if(iop ort1&SO) d a ta + + W 超时选择的设定位, 超时选择如 iop ort1|= SCKW 表 4 所示。 k X25043 的数据输入输出是串行控制的, 所以它与单片微处 re turn d a ta W k 函数 XEna b le Write 将指令 WREN 写入 X25043 , 使其能进 理器的接口非常简洁, 80C196KC 硬件接口如图 2 行写操作, 函数 XDis a b le Write 将指令 WRDI 写入 X25043 复位 其与单片机 所示。 写使能, 禁止对 X25043 的后续写入操作。 ( 3 ) 写使能子程序 void XEna b le Write (void ) c uc ha r d a ta W iop ort1&= hSCKW iop ort1&= hCSW d a ta = WREN_INSTW XSe ria lWrite (d a ta )W iop ort1&= hSCKW 图 2 X25043 与 80C196KC 单片机接口图 iop ort1|= CSW 3 程序设计 k 下 面 是 对 X25043 进 行 相 关 操 作 的 具 体 C 语 言 实 现 源 程 ( 4 ) 写使能复位子程序 序, 子程序的具体功能如下, 首先是定义变量的头文件。 void XDis a b le Write (void ) #d e fine uc ha r uns ig ne d c ha r c #d e fine CS 0x01 / / P1.0 uc ha r d a ta W #d e fine SO 0x02 / / P1.1 iop ort1&= hSCKW #d e fine SI 0x04 / / P1.2 iop ort1&= hCSW / / P1.3 #d e fine SCK 0x08 d a ta = WRDI_INSTW ( 下转第 91 页) uc ha r WREN_INST= 0x06W uc ha r WRDI_INST= 0x04W uc ha r WRSR_INST= 0x01W 91 《工业控制计算机》2008 年 21 卷第 5 期 坡控制, 避免加速过快机组内部出现高温。 4min 后开始点火, 火焰建立 全可靠, 此时要关闭燃料阀门。吹扫 后慢慢打开燃料阀门, 当燃料和空气的比例达到最优的时候( 一 NGP 控制模式: 转速设定值与转速实测值的偏差信号作为 PI 调节器的输入信号, PI 调节器的输出控 制 燃 料 流 量 阀 门 , 进 般 T5 = 204?) 燃烧开始, 点火火炬熄灭, 燃料量降低( 但不能低 而控制燃料流量。于最小值) 进行暖机 10s , 避免透平内部突然升温, 然后系 统 开 始加速, 加速到自保持转速即 65% NGP 时, 起动装置退出, 润 负载的有功功率作为给定量控制燃料流LOAD 控制模式: 滑泵从辅助泵切换到主润滑泵。系统在燃气的推动下加速到稳 量, 以维持转速恒定。 定工作转速, 准备负载, 起动过程转速和燃料变化规律如图 3 所示。 T5 控制模式: 透平排气温度 T5 控制燃料流量, T5 的给定 值与 T5 的反馈值比较, 误差信号作为 PI 调节器的输入信号, PI 调节器的输出控制燃料阀门, 进而控制燃料流量。 T5MAX 控制模式: 当系统出现排气高温时, 此时透平内部 温度过高, 即燃料量由排气温度 T5 的最大允许值控制, 这是一 种高温保护。 MIN FEUL 控制模式: 最后的高选门中 最少燃料输入是防 止机组在过渡期间贫油熄火而停机。 GAS De lta - p 控制模式: 这种模式是在燃气管线内压力发 生变化时对流量的补偿控制。 T7 控制模式: 按照透平入口温度 T7 控制燃料流量, 防止透 图 3 起动转速与燃料变化曲线 平内部高温, 造成导叶等部件寿命缩短。 3.2 启动顺序 4 结束语 控制原则为时间—条件原则, 同时排气温度控制作为辅助 自 2002 年 12 月起, 三套该型机组运行几年控制系统未发 监控, 排气温度高于设定值时转入温度控制。当时间和安全条件 生故障, 运行可靠。罗克韦尔公司的 ControlLog ix 系统性能较 得到满足时, 启动过程才能按照一定的顺序进行, 当有安全条件 高, 适合于过程控制和顺序控制同时存在的场合。ControlLog ix 不满足时, 控制系统自动退出起动程序, 并发出报警。起动前机 指令系统中的丰富的过程控制指令, 使过程控制系统的设计简 组准备, 包括燃料阀门检查, 后备润滑泵检查, 盘车测试。机组由 单化, 极其容易构成串级控制算法, 加 ControlLog ix 系统快速的 , 起动电动机由变频器供电, 当机组转 交流电动机带动盘车起动数据处理能力使, 使机组的性能和效率都显著提高。Control- 速达到 21.6%NGP ( 转速) 时, 开始吹扫, 目的是清除机组燃烧室 Log ix 系统对 I /O 有较强的在线诊断功能, 为系统快速排出故 以及进气管道, 排气管道等部位残余的可燃气体, 保证点火时安 障提供了便利。 [ 收稿日期: 2007.12.30 ] !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! uc ha r uc tmp 3 ( 上接第 86 页) XSe ria lWrite (d a ta )3 iop ort1&= 9SCK3 iop ort1&= 9SCK3 iop ort1&= 9CS3 XSe ria lWrite (0x03|((X_a d d re s s &0x0100) > > 5 ))3 iop ort1|= CS3 XSe ria lWrite (X_a d d re s s & 0xff)3 = 函 数 XWrite Cha r、XRe a d Cha r 分 别 表 示 将 一 个 字 节 写 入 uc tmp = XSe ria lRe a d ()3 X25043 和从 X25043 中读出一个字节, 参数 X_a d d re s s 表示写 iop ort1&= 9SCK3 入和读出的地址。iop ort1|= CS3 ( 5 ) 向某一地址写入数据的子程序 re turn uc tmp 3 void XWrite Cha r(uint X_a d d re s s , uc ha r c h) = J 结束语4 uc ha r uc tmp 3 以 上 的 硬 件 接 口 电 路 和 程 序 已 在 研 制 的 系 统 中 得 到 了 应 X_a d d re s s &= 0x01ff3 用, 取得了很好的使用效果。X25043 可广泛应用于智能测控系 iop ort1&= 9SCK3 统中, 能大大提高系统的可靠性和稳定性, 极大地节省了系统的 空间和资源, 简化电路设计, 降低了硬件成本, 缩短产品开发周 iop ort1&= 9CS3 期。因此 X25043 在便携式仪器仪表和低功耗测控系统中得到 XSe ria lWrite (((X_a d d re s s &0x0100)> > 5)|WRITE_INST3) 了广泛的应用。uc tmp = X_a d d re s s & 0xff3 XSe ria lWrite (uc tmp )3 XSe ria lWrite (c h)3 iop ort1&= 9SCK3 参考文献 [ 1 ] 王俊波, 王红蕾. 多功能器件 X25045 及其在总线节点中的应用[ J ] . iop ort1|= CS3 贵州工业大学学报( 自然科学版) , 2003 , 32 ( 4 ) : 34- 37 = [ 2 ] 吴迪.MSP430F149 单片机与 X25043 的接口与应用[ J ] . 自动化技 ( 6 ) 从某一地址读出数据的子程序, 函数的返回值为读出的 术与应用, 2006 , 25 ( 4 ) : 80- 82 数据。[ 3 ] 程军.Inte l80C196 单片机应用实践与 C 语言开发[ M] . 北京: 北京航 uc ha r XRe a d Cha r(uint X_a d d re s s ) , 2000 空航天大学出版社J [ 收稿日期: 2008.2.1 ]