AT93C46/56/55串行EEPROM及單片機程序

摘要：AT93C46/56/66是Atmel公司生產(chǎn)的低功耗、低電壓、電可擦除、可編程只讀存儲器，采用CMOS工藝技術(shù)制造并帶有３線串行接口，其容量分別為1kB/4kB，可重復(fù)寫100萬次，數(shù)據(jù)可保存100年以上。文中介紹了該存儲器的引腳功能和指令時序，給出了AT93C46/56/66和單片機的接口應(yīng)用電路和軟件程序。

關(guān)鍵詞：EEPROM 存儲器 接口應(yīng)用 程序 AT93C46/56/66

１６位單片機以其適于高速控制場合及功能多等優(yōu)點已在工業(yè)控制領(lǐng)域中占領(lǐng)了一定的市場。由于ＥＥＰＲＯＭ能在不脫離系統(tǒng)的情況下修改其存儲單元中的內(nèi)容，故在１６位單片機中的應(yīng)用愈來愈廣泛。本文結(jié)合１６位機的特點，詳細介紹ＡＴ９３系列ＥＥＰＲＯＭ及其使用方法。

ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６是ＡＴＭＥＬ公司推出的低功耗、低電壓電可擦除的可編程只讀存儲器。它采用ＣＭＯＳ技術(shù)和Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ 公司的Ｍｉ-ｃｒｏＷｉｒｅ工業(yè)標準３線串行接口，具有１ｋＢ／２ｋＢ／４ｋＢ的容量，并可通過ＯＲＧ管腳配置成１２８８／２５６８／５１２８或６４１６／１２８１６／２５６１６等結(jié)構(gòu)。該系列存儲器可靠性高，能夠重復(fù)寫１００萬次，數(shù)據(jù)可以保存１００年不丟失；采用８腳ＰＤＩＰ／ＳＯＩＣ封裝和１４腳ＳＯＩ封裝（ＳＯＩ封裝為ＪＥＤＥＣ和ＥＩＡＪ標準），與并行的ＥＥＰＲＯＭ相比，ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６可大大節(jié)省印制板空間，且接線簡單，因而在多功能的精密測試儀中具有廣闊的前途。

１　引腳功能

ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６存儲器芯片的引腳排列如圖１所示。各引腳的功能如下：

ＣＳ：片選信號。高電平有效，低電平時進入等待模式。在連續(xù)的指令之間，ＣＳ信號必須持續(xù)至少２５０ｎｓ的低電平，才能保證芯片正常工作。

ＣＬＫ：串行時鐘信號。在ＣＬＫ的上升沿，操作碼、地址和數(shù)據(jù)位進入器件或從器件輸出。在發(fā)送序列時，ＣＬＫ最好不停止，以防止讀／寫數(shù)據(jù)的錯誤。

ＤＩ：串行數(shù)據(jù)輸入?？稍冢茫蹋说耐较螺斎腴_始位、操作碼、地址位和數(shù)據(jù)位。

ＤＯ：串行數(shù)據(jù)輸出。在ＣＬＫ同步下讀周期時，用于輸出數(shù)據(jù)；而在地址擦／寫周期或芯片擦／寫周期時，該端用于提供忙／閑信息。

ＶＳＳ：接地。

ＶＣＣ：接＋５Ｖ電源。

ＯＲＧ：存貯器構(gòu)造配置端。該端接ＶＣＣ或懸空時，輸出為１６位；接ＧＮＤ時，輸出為８位。

ＮＣ：空腳，不連接。

表1 AT93C46/56/66系統(tǒng)指令

表中，93C46 n=6;93C56n=7; 93C66n=8

２　指令及時序

ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６的指令如表１所列，各指令的具體含義如下：

（１）擦／寫允許指令（ＥＷＥＮ）

由于在上電復(fù)位后?ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６首先將處于擦／寫不允許狀態(tài)。故該指令必須在所有編程模式前執(zhí)行，一旦該指令執(zhí)行后，只要外部沒有斷電就可以對芯片進行編程。

（２）地址擦指令（ＥＲＡＳＥ）

該指令用于強迫指定地址中所有數(shù)據(jù)位都為“１”。一旦信息在ＤＩ端上被譯碼，就需使ＣＳ信號保持至少２５０ｎｓ的低電平，然后將ＣＳ置為高電平，這時，ＤＯ端就會指示“忙”標志。ＤＯ為“０”，表示編程正在進行；ＤＯ為“１”，表示該指定地址的寄存器單元已擦完，可以執(zhí)行下一條指令。

（３）地址寫指令（ＷＲＩＴＥ）

寫指令時，先寫地址，然后將１６位的?或８位?數(shù)據(jù)寫入到指定地址中。當ＤＩ端輸出最后一個數(shù)據(jù)位后，在ＣＬＫ時鐘的下一個上升沿以前，ＣＳ必須為低，且需至少保持２５０ｎｓ，然后將ＣＳ置為高電平。需要說明的是：寫周期時，每寫一個字節(jié)需耗時４ｍｓ。

（４）地址讀指令（ＲＥＡＤ）

讀指令用于從指定的單元中把數(shù)據(jù)從高位到低位輸出至ＤＯ端，但邏輯“０”位先于數(shù)據(jù)位輸出。讀指令在ＣＬＫ的上升沿觸發(fā)，且需經(jīng)過一段時間方可穩(wěn)定。為防止出錯，建議在讀指令結(jié)束后，再輸出２～３個ＣＬＫ脈沖。

（５）芯片擦指令（ＥＲＡＬ）

該指令可將整個存貯器陣列置為１，其它功能與地址擦指令相同。

（６）芯片寫指令?ＷＲＡＬ?

該指令可將命令中指定的數(shù)據(jù)寫入整個存貯器陣列，其它功能與地址寫指令相同。該指令周期所花費時間的最大值為３０ｍｓ。

（７）擦／寫禁止指令（ＥＷＤＳ）

使用該指令可對寫入的數(shù)據(jù)進行保護，操作步驟與擦／寫允許指令相同。

３　ＡＴ９３Ｃ５６的應(yīng)用

３．１ ＡＴ９３Ｃ５６與８０Ｃ１９６ＫＢ的連接

串行ＥＥＰＲＯＭ芯片ＡＴ９３Ｃ５６同８０Ｃ１９６單片機接口的硬件電路連接方法如圖２所示。圖中，由于ＭＣＳ－９６系列１６位單片機的Ｐ１口為準雙向口，因此，為了防止數(shù)據(jù)錯位，在向其Ｐ１口寫數(shù)據(jù)時，必須先將Ｐ１口置“１”。

３．２ 軟件編程

該讀／寫程序采用ＰＬ／Ｍ語言編寫，由于ＰＬ／Ｍ語言介于高級語言與匯編語言之間，故其對數(shù)據(jù)、地址位的處理比較繁瑣。其中ＡＤＤＲ為指定的地址單元，ＤＡＴＡ為寫入的數(shù)據(jù)，在寫數(shù)據(jù)、地址時均從高位開始。本程序已在仿真器上調(diào)試通過。且已被應(yīng)用于電量測試儀中（如接觸電阻測試儀）。

ＤＥＣＬＡＲＥ ＳＥＴＣＳ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＳＥＴ?． ＩＯ-ＰＯＲＴ２，０?′；

ＤＥＣＬＡＲＥ ＣＬＲＣＳ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＣＬＲ?． ＩＯＰＯＲＴ２，０?′；

ＤＥＣＬＡＲＥ ＳＥＴＣＬＫ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＳＥＴ?． ＩＯＰＯＲＴ２，５?′；

ＤＥＣＬＡＲＥ ＣＬＲＣＬＫ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＣＬＲ?． ＩＯＰＯＲＴ２，５?′；

ＤＥＣＬＡＲＥ ＳＥＴＤＩ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＳＥＴ?． ＩＯ-ＰＯＲＴ１，５?′；

ＤＥＣＬＡＲＥ ＣＬＲＤＩ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＣＬＲ?． ＩＯＰＯＲＴ１，５?′；

ＥＷＥＮ：ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＰＵＢＬＩＣ；

ＤＥＣＬＡＲＥ Ｉ ＢＹＴＥ；

ＣＬＲＣＳ； ＣＬＲＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ；

ＳＥＴＣＳ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＤＯ Ｉ＝１ ＴＯ ２；

ＣＬＲＣＬＫ； ＣＬＲＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＥＮＤ；

ＤＯ Ｉ＝１ ＴＯ ２；

ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＥＮＤ；

ＤＯ Ｉ ＝ ０ ＴＯ ６；

ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＥＮＤ；

ＣＬＲＣＬＫ； ＣＬＲＣＳ； ＳＥＴＣＳ；

ＳＥＴＣＬＫ； ＣＬＲＣＬＫ；

ＥＮＤ ＥＷＥＮ；

ＲＥＡＤ：ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ（ＡＤＤＲ） ＰＵＢＬＩＣ；

ＤＥＣＬＡＲＥ （ＡＤＤＲ，Ｉ，ＣＯＵＮＴ） ＢＹＴＥ；

ＣＬＲＣＳ； ＣＬＲＤＩ；

ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＳ；

ＤＯ Ｉ＝ １ ＴＯ ２；

ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＥＮＤ；

ＤＯ Ｉ ＝１ ＴＯ ２；

ＣＬＲＣＬＫ； ＣＬＲＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＤＯ ＣＯＵＮＴ＝１ ＴＯ ７；

ＢＩＴＯＵＴ（ＣＯＵＮＴ）＝ＳＨＲ（ＢＩＴＯＵＴ（ＣＯＵＮＴ），１）；

ＥＮＤ；

ＣＬＲＣＳ； ＣＬＲＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ；

ＣＡＬＬ ＴＩＭＥ（１００）；

ＳＥＴＣＳ； ＣＬＲＣ；

ＥＮＤ ＲＥＡＤ；

ＷＲＩＴＥ： ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ（ＡＤＤＲ，ＤＡＴＡ） ＰＵＢＬＩＣ；

ＤＥＣＬＡＲＥ （ＡＤＤＲ，ＤＡＴＡ） ＢＹＴＥ；

ＣＬＲＣＳ； ＣＬＲＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ；

ＳＥＴＣＳ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＣＬＲＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＳＥＴＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＥＮＤ；

ＤＯ Ｉ ＝－１ ＴＯ ８；

Ｘ＝ＲＯＬ（ＡＤＤＲ，１）；

ＡＤＤＲ＝Ｘ； ＣＬＲＣＬＫ；

ＩＦ （（Ｘ ＡＮＤ ０１Ｈ）＝０１Ｈ）ＴＨＥＮ ＳＥＴＤＩ；

ＥＬＳＥ ＣＬＲＤＩ；

ＳＥＴＣＬＫ；

ＥＮＤ；

ＤＯ Ｉ ＝１ ＴＯ ７；

ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＥＮＤ；

ＤＯ Ｉ ＝１ ＴＯ ８?

ＣＡＬＬ ＢＩＴＳＥＴ（．ＩＯＰＯＲＴ１，７）；

ＣＯＵＮＴ＝ＣＯＵＮＴ－１；

ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；

ＢＩＴＯＵＴ（ＣＯＵＮＴ）＝ＩＯＰＯＲＴ１；

ＥＮＤ；

ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；

Ｊ＝０；

ＡＡ： ＤＯ Ｉ＝ １ ＴＯ ８；

Ｊ＝Ｊ＋１；

Ｘ＝ＲＯＬ（ＡＤＤＲ，１；

ＡＤＤＲ＝Ｘ； ＣＬＲＣＬＫ；

ＩＦ（（Ｘ ＡＮＤ ０１Ｈ）＝０１Ｈ） ＴＨＥＮ ＳＥＴＤＩ

ＥＬＳＥ ＣＬＲＤＩ；

ＳＥＴＣＬＫ；

ＥＮＤ；

ＩＦ Ｊ＜＞１６ ＴＨＥＮ ＤＯ；

ＡＤＤＲ ＝ＤＡＴＡ；

ＧＯＴＯ ＡＡ；

ＥＮＤ；

ＣＬＲＣＳ；ＳＥＴＣＳ；

ＣＡＬＬ ＴＩＭＥ（１００）；?

ＥＮＤ；