三線制Microware同步串行EEPROM在MCS-51單
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介紹了三線制Microware串行總線及其相關(guān)的EEPROM，設(shè)計了該類EEPROM與AT89C51的連接和軟件模擬，并給出C51源程序。
關(guān)鍵詞：三線制，串行總線，EEPROM，MCS-51
1三線制Microware串行總線
三線制Microware同步串行總線接口是松下半導(dǎo)體公司在其生產(chǎn)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(jù)輸入線SI、數(shù)據(jù)輸出線SO和時鐘信號線SK。由于三線制Microware總線只需3～4根數(shù)據(jù)線和控制線即可擴展具有三線制Microware總線的各種I／O器件，而并行總線擴展方法要8根數(shù)據(jù)線、8～16根地址線和2～3位控制線，因而使用三線制Microware串行總線可以簡化電路設(shè)計，提高設(shè)計的可靠性。
2具有三線制Microware總線的EEPROM
EEPROM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(jù)的優(yōu)點。93C06／46／56／66是采用CMOS工藝制成的分別為64／128／256／512×8位，或16／64／128／256×16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(chǎn)品（如NS和Microchip的產(chǎn)品）可達到100萬次，片內(nèi)寫入的數(shù)據(jù)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400μA，備用時為25μA，三態(tài)輸出，與TTL電平兼容。
NM93C06／46／56／66是松下半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品，與其兼容的有Microchip公司的93C06／46／56／66（4．5V～5．5V）、93LC／46／56／66（2．0V～6．0V）、93AA06／46／56／66和Atmel公司的AT93C46／56／66，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(jù)在它的上升沿鎖定有效；
DI：數(shù)據(jù)輸入；
DO：數(shù)據(jù)輸出；
ORG：Microchip公司產(chǎn)品特有引腳，接Vcc時內(nèi)部存儲組織結(jié)構(gòu)是16位為一個單元，接GND時內(nèi)部存儲組織結(jié)構(gòu)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（WRAL－Write All）和整片擦除指令（ERAL－EraseAll）。
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A8…A0，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(jù)，讀指令0000110A8，地址碼××××××××，如果A8為0，則地址00H…FFH，如果A8為1，地址為100H…1FFH。而93C06／46／56的存儲空間不超過256個字節(jié)，A8始終為0。
有關(guān)93C06／46／56／66的具體操作時序見參考文獻〔1〕。
3三線制Microware總線EEPROM在MCS┐51單片機上的運用
串行EEPROM技術(shù)是一種非易失性存儲器技術(shù)，它是嵌入式控制解決方案中的先進技術(shù)，在MCS－51單片機應(yīng)用系統(tǒng)中可用于數(shù)據(jù)的掉電保護、可在線設(shè)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I／O線較少情況下的應(yīng)用等等場合。
MCS－51系列單片機沒有三線制Microware串行總線接口，它與93C06／46／56／66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(jù)輸入、數(shù)據(jù)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P1．0模擬AT93C66的片選端CS，P1．1模擬AT93C66的時鐘輸入端SK，P1．2模擬它的數(shù)據(jù)輸入端DI，P1．3模擬數(shù)據(jù)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P1．1由低變高，產(chǎn)生一個脈沖，在脈沖的上升沿將1位數(shù)據(jù)（先為高位）從P1．2輸出到AT93C66中，清P1．1為0，再置P1．1為1，P1．2又輸出1位數(shù)據(jù)……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，P1．0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(jù)已寫入指定的地址中，為0則表示正在編程，AT89C51可以查詢P1．3的狀態(tài)來決定是否繼續(xù)操作。讀操作時，P1．1由低變高，AT89C51經(jīng)P1．3從AT93C66讀入1位數(shù)據(jù)，循環(huán)8次，讀入1個字節(jié)。根據(jù)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(jù)AT93C66的指令集，規(guī)定如下指令格式：
指令格式：00001××A8，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100H…1FFH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）：00001010，即0x0a；
擦除指令（ERASE）：00001110，即0x0e；
擦／寫允許指令（EWEN）：0000100110000000，即0x0980，該指令分兩次寫入；
本程序用C51語言編寫（不包括整片寫和擦除功能）
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