單片機監控芯片X25043的相關(guān)各種知識解析方案

1. 序言

X25043是XICOR公司的單片機監控芯片。它把四種常用的功能：上電復位、看門(mén)狗定時(shí)器、電壓監控和串行EEPROM功能組在單個(gè)封裝之內。這種組合降低了系統成本并減少了對電路板空間的要求。下面將分別介紹它們的功能。

2. X25043的原理

X25043將多種功能集成在一起，圖1是其原理框圖：

圖1 X25043原理框圖

其中/WP是X25043寫(xiě)保護，低電平有效。

SI是串行數據輸入口，串行時(shí)鐘上升沿有效。

SO是串行數據輸出口，串行時(shí)鐘下降沿有效。

SCK是串行時(shí)鐘，用于控制串行數據的I/O。

/CS是芯片片選信號，低電平有效。

VCC是供電電源。

/RESET是輸出的復位信號，低電平有效。

2.1 上電復位和電壓監控功能

在單片機系統應用中，復位電路需要在供電電源VCC和振蕩器穩定后能夠提供至少2個(gè)狀態(tài)的有效復位信號，對X25043來(lái)說(shuō)是低電平信號。X25043可在電源和振蕩器穩定后提供200ms的有效低電平信號，然后恢復為高電平信號。在運行過(guò)程中，X25043會(huì )時(shí)時(shí)監控供電電源VCC。當VCC下降到小于一個(gè)預先設定的電壓VTRIP時(shí)，/RESET輸出信號將為低電平，使單片機系統復位，/RESET信號一直在VCC下降到1V仍有效。在電源回升時(shí)的動(dòng)作和供電復位時(shí)的動(dòng)作一致。其中，VTRIP是可以通過(guò)編程進(jìn)行重新設定。

2.2 看門(mén)狗定時(shí)器功能

看門(mén)狗定時(shí)器對微控制器提供了獨立的保護系統。當系統故障時(shí)，在可選的超時(shí)周期(timeout interval)之后，X25043/45看門(mén)狗將以 /RESET信號作出響應。用戶(hù)可從三個(gè)預置的值中選擇此周期。一旦選定，即使在電源周期變化之后，此周期也不改變。在正常的微機控制系統中，在每次控制任務(wù)完成后，必須對看門(mén)狗定時(shí)器進(jìn)行復位，重新開(kāi)始計數。對X25043芯片，只需把/CS端口電平置一個(gè)下降沿，即可將看門(mén)狗復位。X25043的看門(mén)狗定時(shí)器有三種初始定時(shí)值可以選定，其選定可以通過(guò)設置狀態(tài)寄存器的2、3位即可。

2.3 串行EEPROM功能

電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM可像EPROM一樣在線(xiàn)讀出數據。因為EEPROM內部有擦除和改寫(xiě)的專(zhuān)用電路，因此可在線(xiàn)方便地寫(xiě)入和讀取。X25043/45的存貯器部分是CMOS的4096位串行EEPROM,它在內部按512×8來(lái)組織，而且可以進(jìn)行塊鎖存(Block Lock)。塊鎖存可以保護1/4，1/2或所有EEPROM陣列，鎖存后只可讀不可寫(xiě)。X25043/45的特點(diǎn)是具有允許簡(jiǎn)單的三線(xiàn)總線(xiàn)工作的串行外設接口(Serial Perpheral Interface，SPI)和軟件協(xié)議。X25043/45利用了Xicor公司專(zhuān)有的Direct WriteTM晶片，提供最小為100,000周期/字節的使用期限(endurance)和最小為100年的數據保存期。

X25043的讀寫(xiě)操作

X25043有一個(gè)8位的命令寄存器來(lái)控制其讀出和寫(xiě)入的操作。操作命令通過(guò)SI端口寫(xiě)入，有兩種寫(xiě)操作格式需要命令寄存器，即寫(xiě)入EEPROM數據和寫(xiě)入狀態(tài)寄存器。讀出操作是通過(guò)SO端口的，X25043也有兩種讀出格式需要命令寄存器，即讀出EEPROM數據和讀出狀態(tài)寄存器。如圖2所示。對于狀態(tài)寄存器的讀寫(xiě)，先要完成命令寄存器的操作，然后再進(jìn)行數據的讀出或寫(xiě)入。對EEPROM的操作，需要先寫(xiě)命令寄存器，然后進(jìn)行目的地址的I/O，最后是數據的操作。所有的操作在SCK時(shí)鐘下按照SPI協(xié)議進(jìn)行。數據的I/O是從最高位字節開(kāi)始的。

圖2 命令寄存器格式