X25043的原理及在單片機系統中的應用
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1. 序言
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173812.htmX25043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。
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
X25043的狀態(tài)寄存器的格式如圖3所示。其中WIP是狀態(tài)指示位，只可讀，表示目前X25043是否正在忙著(zhù)內部寫(xiě)工作，這在判斷EEPROM寫(xiě)入完成是十分重要的。WEL位表示目前X25043是否可寫(xiě)，當WEL=0時(shí)，則X25043無(wú)法執行寫(xiě)操作。BL0和BL1的邏輯組合來(lái)控制EEPROM區域的塊鎖定（Block Lock）大小。WD0和WD1的邏輯組合則決定了看門(mén)狗計數器定時(shí)值的大小。
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