X5045和51單片機(jī)接口
X25045是帶有串行E2PROM的CPU監(jiān)控器�，F(xiàn)在型號(hào)改為X5045，性能相同
圖2是它的引腳圖：
CS/WDI：片選輸入/看門(mén)狗復(fù)位輸入；
SO：串行輸出；
WP：寫(xiě)保護(hù)輸入；
Vss：地；
Vcc：電源；
RESET：復(fù)位輸出；
SCK：同步時(shí)鐘輸入；
SI：串行輸入。
X25045的狀態(tài)寄存器描述器件的當(dāng)前狀態(tài)，各位意義如表1所列。
表1
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | WD1 | WD0 | BL1 | BL0 | WEL | WIP |
其中，WD1、WD0是看門(mén)狗定時(shí)時(shí)間設(shè)置位；BL1、BL0是存儲(chǔ)單元寫(xiě)保護(hù)區(qū)設(shè)置位；WEL是只讀標(biāo)志，1表明寫(xiě)使能開(kāi)關(guān)打開(kāi)；WIP也是只讀標(biāo)志，1代表芯片內(nèi)部正處于寫(xiě)周期。電復(fù)位時(shí)，各位都被清零。
X25045芯片功能包括以下4種：
（1）上電復(fù)位控制。在對(duì)X25045通電時(shí)，ERSET引腳輸出有效的復(fù)位信號(hào)，并保持至少200ms，使CPU有效復(fù)位。
（2）電源電壓監(jiān)控。當(dāng)檢測(cè)到電源電壓低于內(nèi)部門(mén)檻電壓VTRIP時(shí)，RESET輸出復(fù)位信號(hào)，直至電源電壓高于VTRIP并保持至少200ms，復(fù)位信號(hào)才被撤消。VTRIP的出廠值根據(jù)芯片型號(hào)不同共有5個(gè)級(jí)別的電壓范圍。對(duì)于需要電源電壓精確監(jiān)控的應(yīng)用，用戶可以搭建編程電路，對(duì)芯片內(nèi)VTRIP電壓進(jìn)行微調(diào)。
（3）看門(mén)狗定時(shí)器。芯片內(nèi)部狀態(tài)寄存器的WD1、WD0是看門(mén)狗定時(shí)設(shè)置位，通過(guò)狀態(tài)寄存器寫(xiě)指令WRSR修改這2個(gè)標(biāo)志位，就能在3種定時(shí)間隔中進(jìn)行選擇或關(guān)閉定時(shí)器。對(duì)看門(mén)狗的復(fù)位由CS輸入電平的下降沿完成。表2是WD1、WD0組合的含義。
表2
| WD1 | WD0 | 看門(mén)狗定時(shí)值 |
| 0 | 0 | 1.4s |
| 0 | 1 | 600ms |
| 1 | 0 | 200ms |
| 1 | 1 | 禁止看門(mén)狗工作 |
（4）串行E2PROM。芯片內(nèi)含512字節(jié)存儲(chǔ)單元，10萬(wàn)次可靠寫(xiě)，數(shù)據(jù)保持時(shí)間100年。XICOR設(shè)計(jì)了3種保護(hù)方式防止誤寫(xiě)。包括：WP寫(xiě)保護(hù)引腳，當(dāng)引腳被拉低時(shí)，內(nèi)部存儲(chǔ)單元狀態(tài)寄存器都禁止寫(xiě)入；存儲(chǔ)區(qū)域?qū)懕Ｗo(hù)模式，通過(guò)對(duì)狀態(tài)寄存器的BL1、BL0位的設(shè)置，可以選擇對(duì)不同的存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行寫(xiě)保護(hù)；在進(jìn)行任何寫(xiě)操作前都必須打開(kāi)寫(xiě)使能開(kāi)關(guān)，而且在上電初始化寫(xiě)操作完成時(shí)，寫(xiě)使能開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉。顯然，在幾方面的保護(hù)之下，產(chǎn)生誤寫(xiě)的可能性極小，表3是BL1、BL0組合的含義。
表3
| BL1 | BL0 | 寫(xiě)保護(hù)的單元地址 |
| 0 | 0 | 沒(méi)有保護(hù) |
| 0 | 1 | 180H～1FFH |
| 1 | 0 | 100H～1FFH |
| 1 | 1 | 000H～1FFH |
對(duì)X25045的操作是通過(guò)4根口線CS、SCK、SI和SO進(jìn)行同步串行通信來(lái)完成的。SCK是外部輸入的同步時(shí)鐘信號(hào)。在對(duì)芯片定改指令或數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)鐘前沿將SI引腳信號(hào)輸入；在讀郵數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)鐘后沿將數(shù)據(jù)位輸出到SO引腳上。數(shù)據(jù)的輸入/輸出都是高位在先。
芯片內(nèi)部共有6條指令，如表4所列。
表4
| 命令名稱 | 命令格式 | 內(nèi) 容 |
| WREN | 0000 0110 | 打開(kāi)寫(xiě)使能開(kāi)關(guān) |
| WRDI | 0000 0100 | 關(guān)閉寫(xiě)使能開(kāi)關(guān) |
| RDSR | 0000 0101 | 讀狀態(tài)寄存器 |
| WRSR | 0000 0001 | 寫(xiě)狀態(tài)寄存器 |
| READ | 0000 A8011 | 讀存儲(chǔ)單元 |
| WRITE | 0000 A8010 | 寫(xiě)存儲(chǔ)單元 |
（1）WREN和WRDI是寫(xiě)使能開(kāi)關(guān)的開(kāi)/關(guān)指令。它們都是單字節(jié)指令。
（2）RDSR和WRSR是狀態(tài)寄存器的讀/寫(xiě)指令。在從SI輸入指令后，RDSR的執(zhí)行結(jié)果，即狀態(tài)寄存器內(nèi)容須從SO讀出；而WRSR需要緊接著輸入修改數(shù)據(jù)。
（3）READ和WEITE是存儲(chǔ)單元的讀/寫(xiě)指令。輸入指令后（指令碼第三代表存儲(chǔ)單元地址的最高位），接著輸入低八位地址，最后就可以連續(xù)讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)。其中，讀指針和寫(xiě)指針的工作方式完全不同，讀指針的全部8位用來(lái)計(jì)數(shù)，0FFH溢出后變成00H；寫(xiě)指針只用最低兩位計(jì)數(shù)，XXXXXX11B溢出后變成XXXX XX00B，所以連續(xù)寫(xiě)的實(shí)際結(jié)果是在4個(gè)單元中反復(fù)寫(xiě)入。另外，由于E2PROM的寫(xiě)入時(shí)間長(zhǎng)，所以在連續(xù)兩條寫(xiě)指令之間應(yīng)讀取WIP狀態(tài)，只有內(nèi)部寫(xiě)周期結(jié)束時(shí)才可輸入下一條寫(xiě)指令。
AT89C2051內(nèi)部沒(méi)有SPI接口硬件，因此本系統(tǒng)利用了單片機(jī)的4根口線和軟件模擬讀寫(xiě)時(shí)序的方式與X25045通信。軟件包在文末給出。
四、軟件原理
X25045的通信接口軟件：
CS BIT P3.2
SCK BIT P3.3
SI BIT P3.4
SO BIT P3.5
（1）X25045數(shù)據(jù)寫(xiě)入程序
功能：將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定地址開(kāi)始的單元。
入口：F0、R3是E2PROM單元地址最高位低八位；R0是緩沖區(qū)首地址；R2是緩沖區(qū)長(zhǎng)度。
WRITEX：LCALL STAX ；指令啟動(dòng)
MOV A，#06H ；輸出WREN
LCALL BYTE_OUT
LCALL STAX ；下一指令啟動(dòng)
MOV A，#02H ；輸出WRITE
MOV C，F(xiàn)0 ；插入單元地址最高位
MOV ACC.3，C
LCALL BYTE_OUT
MOV A，R3 ；輸出單元地址低八位
LCALL BYTE_OUT
BYWR：MOV A，@R0 ；從緩沖區(qū)取數(shù)輸出
LCALL BYTE_OUT
INC R0 ；指針加1
DJNZ R2，BYWR ；緩沖區(qū)未空則繼續(xù)輸出
LCALL ENDX ；指令結(jié)束
LCALL WIP_CHK ；等待WIP=0
RET
（2）X25045數(shù)據(jù)讀出程序
功能：把指定地址開(kāi)始的單元數(shù)據(jù)讀出并放入緩沖區(qū)
入口：與寫(xiě)入程序相同。
READX：LCALL STAX
MOV A，#03H ；輸出READ
MOV C，F(xiàn)0
MOV ACC.3，C
LCALL BYTE_OUT
MOV A，R3 ；輸出低八位地址
LCALL BYTE_OUT
BYRD：LCALL BYTE_IN ；輸入數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)
MOV @R0，A
INC R0 ；指針加1
DJNZ R2，BYRD ；緩沖區(qū)未滿則繼續(xù)輸入
LCALL ENDX
RET
（3）X25045狀態(tài)寄存器寫(xiě)入程序
功能：對(duì)狀態(tài)寄存器進(jìn)行設(shè)置。
入口：ACC是修改值。
WRSR：LCALL STAX
PUSH ACC
MOV A，#06H ；輸出WREN
LCALL BYTE_OUT
LCALL STAX
MOV A，#01H ；輸出WRSR
LCALL BYTE_OUT
POP ACC ；輸出設(shè)置值
LCALL BYTE_OUT
LCALL ENDX
LCALL WIP_CHK ；等待WIP=0
RET
（4）X25045狀態(tài)寄存器讀出程序
功能：讀出狀態(tài)寄存器當(dāng)前值。
出口：ACC是當(dāng)前值。
RDSR：LCALL STAX
MOV A，#05H
LCALL BYTE_OUT
LCALL BYTE_IN
LCAL ENDX
RET
（5）其他子程序
WIP_CHK：LCALL RDSR ；等待X25045結(jié)束內(nèi)部寫(xiě)周期
JB ACC.0，WIP_CHK
RET
STAX：SETB CS ；啟動(dòng)X25045指令
NOP ；先拉高CS，再拉你SCK，最后拉低CS
CLR SCK
NOP
CLR CS
NOP
RET
ENDX：CLR SCK ；結(jié)束X25045指令
SETB CS ；先拉低SCK后拉高CS
NOP
NOP
RET
BYTE_OUT：MOV R4，#08H ；向X25045寫(xiě)入一字節(jié)數(shù)據(jù)
BOUT1：CLR SCK
RLC A
MOV SI，C
SETB SCK
NOP
NOP
DJNZ R4，BOUT1
RET
BYTE_IN：MOV R4，#08H ；從X25045讀出一字節(jié)數(shù)據(jù)
BIN1：CLR SCK
MOV C，SO
RLC A
SETB SCK
NOP
NOP
DJNZ R4，BIN1
RET
RST_DOG：SETB CS ；復(fù)位看門(mén)狗定時(shí)器
NOP
CLR CS
NOP
SETB CS
RET
備注：如果不需要AT89C51實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板中的12伏電源變壓器，價(jià)格可以降低10元
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