單片機(jī)監(jiān)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(jī)監(jiān)控芯片。它把四種常用的功能：上電復(fù)位、看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控和串行EEPROM功能組在單個(gè)封裝之內(nèi)。這種組合降低了系統(tǒng)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寫保護(hù)，低電平有效。

SI是串行數(shù)據(jù)輸入口，串行時(shí)鐘上升沿有效。

SO是串行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(fù)位信號，低電平有效。

2.1 上電復(fù)位和電壓監(jiān)控功能

在單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用中，復(fù)位電路需要在供電電源VCC和振蕩器穩(wěn)定后能夠提供至少2個(gè)狀態(tài)的有效復(fù)位信號，對X25043來說是低電平信號。X25043可在電源和振蕩器穩(wěn)定后提供200ms的有效低電平信號，然后恢復(fù)為高電平信號。在運(yùn)行過程中，X25043會時(shí)時(shí)監(jiān)控供電電源VCC。當(dāng)VCC下降到小于一個(gè)預(yù)先設(shè)定的電壓VTRIP時(shí)，/RESET輸出信號將為低電平，使單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位，/RESET信號一直在VCC下降到1V仍有效。在電源回升時(shí)的動作和供電復(fù)位時(shí)的動作一致。其中，VTRIP是可以通過編程進(jìn)行重新設(shè)定。

2.2 看門狗定時(shí)器功能

看門狗定時(shí)器對微控制器提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)，在可選的超時(shí)周期(timeout interval)之后，X25043/45看門狗將以 /RESET信號作出響應(yīng)。用戶可從三個(gè)預(yù)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(jī)控制系統(tǒng)中，在每次控制任務(wù)完成后，必須對看門狗定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位，重新開始計(jì)數(shù)。對X25043芯片，只需把/CS端口電平置一個(gè)下降沿，即可將看門狗復(fù)位。X25043的看門狗定時(shí)器有三種初始定時(shí)值可以選定，其選定可以通過設(shè)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一樣在線讀出數(shù)據(jù)。因?yàn)镋EPROM內(nèi)部有擦除和改寫的專用電路，因此可在線方便地寫入和讀取。X25043/45的存貯器部分是CMOS的4096位串行EEPROM,它在內(nèi)部按512×8來組織，而且可以進(jìn)行塊鎖存(Block Lock)。塊鎖存可以保護(hù)1/4，1/2或所有EEPROM陣列，鎖存后只可讀不可寫。X25043/45的特點(diǎn)是具有允許簡單的三線總線工作的串行外設(shè)接口(Serial Perpheral Interface，SPI)和軟件協(xié)議。X25043/45利用了Xicor公司專有的Direct WriteTM晶片，提供最小為100,000周期/字節(jié)的使用期限(endurance)和最小為100年的數(shù)據(jù)保存期。

X25043的讀寫操作

X25043有一個(gè)8位的命令寄存器來控制其讀出和寫入的操作。操作命令通過SI端口寫入，有兩種寫操作格式需要命令寄存器，即寫入EEPROM數(shù)據(jù)和寫入狀態(tài)寄存器。讀出操作是通過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(shù)據(jù)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，先要完成命令寄存器的操作，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭?。對EEPROM的操作，需要先寫命令寄存器，然后進(jìn)行目的地址的I/O，最后是數(shù)據(jù)的操作。所有的操作在SCK時(shí)鐘下按照SPI協(xié)議進(jìn)行。數(shù)據(jù)的I/O是從最高位字節(jié)開始的。

圖2 命令寄存器格式