三線制Microware同步串行EEPROM在MCS-51單片機上的運用.doc

三線制Microware同步串行EEPROM在MCS-51單片機上的運用三線制Microware同步串行總線接口是松下半導體公司在其生產的COP系列和HPC系列微控制器上采用的一種串行總線。它使用的三根信號線是數(shù)據輸入線SI、數(shù)據輸出線SO和時鐘信號線SK。由于三線制Microware總線只需34根數(shù)據線和控制線即可擴展具有三線制Microware總線的各種IO器件，而并行總線擴展方法要8根數(shù)據線、816根地址線和23位控制線，因而使用三線制Microware串行總線可以簡化電路設計，提高設計的可靠性。2具有三線制Microware總線的EEPROMEEPROM是一種可用電氣方法在線擦除和再編程的只讀存儲器，它既有RAM在聯(lián)機操作中可讀可改寫的特性，又具有非易失性存儲器ROM在掉電后仍然能保持所存儲數(shù)據的優(yōu)點。93C06465666是采用CMOS工藝制成的分別為641282565128位，或166412825616位8引腳的支持三線制Microware串行總線的EEPROM，其自定時寫周期包括自動擦除時間不超過10ms，而Microchip公司的串行EEPROM的擦除和寫入一個字節(jié)的時間可縮短到2ms以下，擦除寫入周期壽命一般都已達到10萬次以上，有的產品（如NS和Microchip的產品）可達到100萬次，片內寫入的數(shù)據保存壽命在40年以上，采用單一電源5V供電，低功耗工作電流400A，備用時為25A，三態(tài)輸出，與TTL電平兼容。NM93C06465666是松下半導體公司的產品，與其兼容的有Microchip公司的93C06465666（45V55V）、93LC465666（20V60V）、93AA06465666和Atmel公司的AT93C465666，其封裝形式如圖1。 引腳說明：CS：片選信號；SK：串行時鐘輸入信號，是微處理器與EEPROM之間通信的同步信號，數(shù)據在它的上升沿鎖定有效； DI：數(shù)據輸入； DO：數(shù)據輸出；ORG：Microchip公司產品特有引腳，接Vcc時內部存儲組織結構是16位為一個單元，接GND時內部存儲組織結構是8位為一個單元。 芯片有7種指令，指令集的安排見表1。表1 注意：在操作碼為00時，為了區(qū)分不同指令，借用地址的前兩位來識別。此外還有整片寫指令（WRALWrite All）和整片擦除指令（ERALEraseAll）。不同型號的EEPROM有不同的存儲空間，93C66有512字節(jié)的存儲空間，其地址為A8A0，在編程時A8可以作為操作指令字節(jié)的最后一位，如：讀93C66中某個存儲單元（8位）中的數(shù)據，讀指令0000110A8，地址碼，如果A8為0，則地址00HFFH，如果A8為1，地址為100H1FFH。而93C064656的存儲空間不超過256個字節(jié)，A8始終為0。有關93C06465666的具體操作時序見參考文獻1。3三線制Microware總線EEPROM在MCS51單片機上的運用串行EEPROM技術是一種非易失性存儲器技術，它是嵌入式控制解決方案中的先進技術，在MCS51單片機應用系統(tǒng)中可用于數(shù)據的掉電保護、可在線設置參數(shù)的存儲、用戶在線可編程查表法中的表格存儲、微控制器IO線較少情況下的應用等等場合。MCS51系列單片機沒有三線制Microware串行總線接口，它與93C06465666等具有三線制Microware串行總線的EEPROM連接時，要使用軟件來模擬三線制Microware串行總線的操作，包括串行時鐘、數(shù)據輸入、數(shù)據輸出。圖2為串行EEPROM AT93C66與AT89C51單片機的硬件連接圖，R為上拉電阻，AT89C51的P10模擬AT93C66的片選端CS，P11模擬AT93C66的時鐘輸入端SK，P12模擬它的數(shù)據輸入端DI，P13模擬數(shù)據輸出端DO（DI和DO也可以連接在一起）。當在時鐘的上升沿第一次檢測到CS和DI都為高電平時，啟動AT93C66。寫操作時，AT89C51的P11由低變高，產生一個脈沖，在脈沖的上升沿將1位數(shù)據（先為高位）從P12輸出到AT93C66中，清P11為0，再置P11為1，P12又輸出1位數(shù)據依次循環(huán)8次，AT89C51完成1個字節(jié)的輸出操作。寫入周期完成后，P10由高變低，并保持最少100ns后變?yōu)楦唠娖?，這時93C66的DO線用來表示芯片的狀態(tài)，DO為1表示數(shù)據已寫入指定的地址中，為0則表示正在編程，AT89C51可以查詢P13的狀態(tài)來決定是否繼續(xù)操作。讀操作時，P11由低變高，AT89C51經P13從AT93C66讀入1位數(shù)據，循環(huán)8次，讀入1個字節(jié)。根據操作時序可以寫出AT90C51與93C66連接時的操作程序。 模擬三線制Mircroware串行總線的操作源程序。根據AT93C66的指令集，規(guī)定如下指令格式：指令格式：00001A8，其中1為起始位，為操作碼，A8為第9位地址碼；讀指令（READ）：00001100，即0x0c（如果對93C66的100H1FFH地址空間操作，則指令最后一位為1，寫和擦除指令均如此）； 寫指令（WRITE）：000