基于鐵電存儲器FM25640在電表數據存儲中的應用

SPI接口是一種時(shí)鐘和數據同步的串行接口，應使用SO、SI、SCK、CS四個(gè)引腳，可與任何具有SPI接口的MCU直接連接。對于沒(méi)有SPI接口的MCU，SPI可以與普通I／O口相連。然后用軟件模擬SPI接口，當然，也可以選擇其它帶有I2C總線(xiàn)接口和并口的FRAM產(chǎn)品。

SPI有四種工作方式。分別為方式0、方式1、方式2和方式3，FM25640支持其中的方式0(CPOL=0，CPHA=0)和方式3(CPOL=1，CPHA=1)，等兩種方式，數據可在時(shí)鐘的上升沿移進(jìn)FM25640，而且數據一般出現在CS有效后的第一個(gè)時(shí)鐘的上升沿。因此，如果時(shí)鐘從高電平開(kāi)始，將不能產(chǎn)生第一個(gè)有效的上升沿而導致數據傳輸失敗。數據傳輸時(shí)，所有移進(jìn)和移出FM25640的數據都是8位為一組，它們與時(shí)鐘信號同步，最高有效位(MSB)在前，串行數據在時(shí)鐘的上升沿移進(jìn)，并在時(shí)鐘的下降沿移出。FM25640在SPI方式0和SPI方式3時(shí)的操作時(shí)序如圖2所示。

SPI接口是通過(guò)操作指令來(lái)控制的，FM25640的操作指令集如表1所列，該指令集共有6條指令。當有效后，第一個(gè)傳輸的字節就是操作指令，緊跟著(zhù)操作指令之后的是兩字節的地址，該地址共16位，其中高三位不起作用，后13位則指定了一個(gè)唯一的地址。地址后面為所要寫(xiě)入的數據，若數據多于1個(gè)，則第一個(gè)數據之后的數據存儲地址由FM25640自動(dòng)按順序增加。如果地址到達最高地址1FFFH，地址計數器將重新置為0000H。

2 FM25640在電表數據存儲中的應用

2.1 FM25640與MCU的連接電路

本設計中的單片機選擇MOTOROLA公司的MC68HC908LJ12，這是一款適用于電表設計的MCU，內含12KBFlash存儲器并可在線(xiàn)編程。同時(shí)還具有一個(gè)帶有紅外功能的串行通信接口SCI，一個(gè)高速SPI，8個(gè)鍵盤(pán)輸入中斷，以及內部LCD驅動(dòng)模塊，因而節省了外掛液晶驅動(dòng)芯片。系統中的電能計量芯片則選擇美國ADI公司的三相電能計量芯片ADE7758，該芯片精確度高，可以提供有功功率、無(wú)功功率、視在功率、電壓有效值和電流有效值等多項數據，具有兩路脈沖輸出，同時(shí)也帶有SPI串口。由于SPI接口可支持多個(gè)器件掛在同一個(gè)總線(xiàn)上，并可通過(guò)片選信號區分每一個(gè)器件，因此，將FM25640和ADE7758都通過(guò)SPI接口與單片機MC68HC908LJ12相連，并將MC68HC908LJ12的兩個(gè)I／O口PTA4、PTA5分別與FM25640和ADE7758的片選端CS相連接，就可以實(shí)現片選。其具體的連接電路如圖3所示。