單片機驅動X25045接口及匯編程序設計

蘇 暢

(雞西大學，黑龍江 雞西 158100)

1 E2PROM 25045

X25045是美國的Xicor公司生產的標準化8腳串行E2PROM，它將看門狗定時器、E2PROM、電壓監控3種基本功能組合在一個封裝內，采用SPI串行外設接口方式，降低了硬件設計成本，提高了系統的可靠性，減少了對印刷電路板的空間要求，降低了系統成本和功耗，是一種比較典型的單片機外圍芯片。X25045外部引腳如圖1所示。

(1)其引腳功能如下。

CS：芯片片選擇輸入端。當該引腳保持低電平時X25045工作，該引腳電平變化將復位看門狗定時器。

SO：串行數據輸出端。數據在SCK的下降沿輸出到SO引腳上。

SI：串行數據輸入端。數據或控制字由此引腳串行輸入到X25045。

SCK：串行時鐘輸入端。其上升沿將數據或命令寫入，下降沿將數據輸出。

WP：寫保護輸入端。當它保持低電平時，芯片寫操作被禁止，其他功能正常；當它保持高電平時，芯片開放寫操作，其他功能正常。

Vss：電源地引腳。

Vcc：電源電壓輸入引腳。

RESET：單片機復位輸入引腳(即復位輸出引腳)漏極開路輸出方式，高電平有效。

(2)控制字與寄存器。

X25045芯片的控制字輸入、數據和地址的輸入為八位方式，高位在前低位在后。在進行讀、寫操作前，應該先向它發出控制字，控制字及控制字格式如表1所示。

表1 X25045控制字

(3)狀態寄存器。

RDSR指令可以訪問的狀態寄存器。狀態寄存器可以在任何時間讀、取，即使是在一個寫周期。狀態寄存器的格式如表2。

表2 狀態寄存器的格式

發送WREN、WRDI、RDSR命令時，沒有必要發送一個字節的地址或數據。

寫控制位(WIP)位表示X25043/45是否繁忙的寫操作。當設置為“1”，一個寫操作正在進行中；當設定為“0”時，沒有寫操作正在進行中。在寫操作過程中，所有其他位被設置為“1”，該WIP位是只讀狀態。

寫使能鎖存(WEL)位指示其狀態 “寫允許”鎖存器。當設置為“1”時，鎖存器被設置；當設置為“0”時，鎖存器被復位。 WEL位是只讀的并設置WREN指令和復位WRDI指令成功完成寫入循環。

塊保護位(BL0，BL1)，這些非易失性控制位由WRSR指令設置，并允許用戶選擇四個級別的保護。 X25045分為四個1024位段。也就是說，用戶可以讀取段但將無法改變(寫入)所選段內的數據。BL1和BL0的狀態控制分區如表3。

表3 BL1和BL0的狀態控制分區

允許設置看門狗定時器(WD0,WD1)位，如表4中所示的看門狗超時功能。這些非易失性控制位由WRSR指令設置。

表4 看門狗超時功能

2 AT89系列單片機[1]

AT89C51是ATMEL公司生產的一種單片機，具有4K字節FLASH存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS 8位特性的微處理器。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1 000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。

VCC：電源引腳。

GND：電源地引腳。

P0口：雙功能引腳，是8位雙向輸入/輸出端口，每個引腳可吸收8個TTL門電路電流。第二功能作為數據總線、地址總線使用，當作為地址總線使用時是16位地址的低8位，利用分時復用方式。

P1口：內部提供上拉電阻，是8位雙向輸入/輸出端口，P1口能接收輸出4個TTL門電路電流。

P2口：雙功能引腳，內部有上拉電阻，是8位雙向輸入/輸出端口，可接收和輸出4個TTL門電路電流。第二功能是16位地址的高8位地址。

P3口：雙功能引腳，P3口管腳內部提供上拉電阻，是8位雙向輸入/輸出端口，可吸收和輸出4個TTL門電路電流。

RST：復位引腳，當需要復位單片機時，只要在RST引腳上持續輸入兩個機器周期的高電平單片機將被復位。

ALE/PROG：控制引腳，在單片機訪問外部存儲器時，該引腳輸出地址所存信號，將所存P0口輸出的低8位地址，一遍再下一個機器周期開將P0口作為數據總線來使用。

/PSEN：控制引腳，外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。

/EA/VPP：控制引腳，一般情況下將該引腳直接接到VCC上訪問內部程序存儲器，內部程序存儲器訪問完后單片機將自動轉到外部程序存儲器取指令；當將該引腳置成低電平時單片機將直接訪問外部程序存儲器，8031系列單片機必須將該引腳接地。

XTAL1：內部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個引腳。當采用外部振蕩器時此引腳接地。

XTAL2：內部振蕩電路反相放大器的輸出端，是外接晶體的另一端，當采用外部振蕩器時，此引腳接外部振蕩源。

XTAL1、XTAL2兩個引腳可以接兩個電容C1,C2(20-40pF)，和一個晶體振蕩器，晶振經常使用6MHz、12MHz和11.0592MHz三種頻率，時鐘發生器把振蕩頻率分為兩個頻率，產生一個兩相時鐘信號P1和P2供單片機使用，P1在每個狀態S的前半部分有效，P2在每個狀態后半部分有效。

3 單片機與X25045芯片接口設計[2]

由于X25045非易失性芯片是串行控制方式，數據輸入輸出也是串行方式，因此，該芯片與單片機接口電路簡單。SO引腳連接單片機P1.0引腳；SI引腳連接單片機P1.1引腳；SCK引腳連接單片機P1.2引腳；CS引腳連接單片機P1.3引腳；RET引腳通過一個10KΩ電阻連接+5V電源；WP引腳的一端通過一個5KΩ電阻連接+5V電源，另一端通過一個按鍵接地。這樣選擇接線方式主要是因為CS信號需要輸入低電平和高電平來控制，而單片機的P0口和P2口是作為數據線和地址總線來使用，P3口又全部有第二功能，因此設計接口電路時采用P1口與X25045芯片接口連接控制。圖2中R1是上拉電阻，必須接上拉電阻。WP信號由開關S控制，當S輸入給WP‘0’時禁止寫入，當S斷開時WP得到信號‘1’數據可以寫入。WP信號也可以由單片機P1口控制或是直接接高電平表示可以隨意寫入數據。單片機接口電路圖如圖2所示。

4 匯編程序設計

(1)定義端口程序

CS EQU P1.3

SO EQU P1.0

SI EQU P1.1

SCK EQU P1.2

(2)單字節輸出子程序

說明：將累加器A中數據輸出到SI上。

OUTB： MOV R7,#08H

TIAO1： CLR SCK

RLC A

MOV SI,C

SETB SCK

DJNZ R7，TIAO1

RET

(2)單字節輸入子程序

說明：將SO上的數據輸入到累加器A中。

INB： MOV R7,#08H

TIAO2： SETB SCK

NOP

CLR SCK

NOP

MOV C,SO

RLC A

SETB SCK

DJNZ R7，TIAO2

RET

(3)讀狀態寄存器子程序

說明：狀態寄存器內容讀入A。

READZ： CLR S

MOV A,#05H

ACALL OUTB

ACALL INB

SETB CS

RET

(4)置位寫使能端子程序

WRITES： CLR CS

MOV A,#06H

ACALLOUTB

SETB CS

RET

(5)寫狀態寄存器子程序

說明：R2口內容為寫入狀態寄存器的數據。

WRITEZ： ACALL READZ

CLR F0

JNB ACC.0，TIAO3

SETB F0

RET

TIAO3： ACALL WRIES

CLR CS

MOV A,#01H

ACALL OUTB

MOV A,R2

ACALL OUTB

SETB CS

RET

(6)復位看門狗子程序

RESKMG： CLR CS

SETB CS

RET

參考文獻：

[1]余永權.ATMEL89系列單片機應用技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2002.

[2]王幸之.AT89系列單片機原理與接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011.