可编程看门狗监控EEPROM芯片X25045及其应用

2022-09-10

在单片机系统中,通常需要在外围连接一个看门狗电路,以防止程序走飞;同时,单片机系统也需要监测电源电压的情况,以便系统掉电时能及时复位,从而避免因电源波动影响系统的正常工作;另外,单片机应用时,需要提前设置一些参数,比如时钟初值、控制算法参数等,一旦设置完成后,这些参数往往需要掉电保存。X25045是美国Xicor公司出品的新型可编程看门狗监控EEPROM芯片。X25045把常用的看门狗定时、电压监控和EEPROM三种功能组合在单个封装之内,从而降低了系统成本并减少了电路板空间的要求。我们曾将X25045应用到“步进电机细分驱动器”、“食堂收费终端”中,在实际使用中收到了良好的效果。

1 X25045的结构及特点

1.1 引脚功能

X25045是Xicor公司生产的微处理器监控电路,采用8脚DIP封装,各引脚见图4,其作用分别是:CS:芯片选择输入引脚;SO:串行输出引脚,在读周期内,数据在此引脚上输出,数据由串行的时钟的下降沿同步输出;WP:写保护输入引脚,当WP为低电平时,X25045的写操作被禁止;VSS:地引脚;SI:串行输入引脚,所有操作码、字节地址以及写入存储器的数据在此引脚上输入,串行时钟的上升沿锁存SI数据;SCK:串行时钟引脚,用于数据输入和输出的串行总线定时;RESET:复位输出引脚,高电平有效;VCC:电源电压。

1.2 主要特点

(1)可编程的看门狗定时器;(2)低Vcc检测;(3)512×8位串行E2PROM;(4)低功耗CMOS:10μA备用电流;3m A工作电流;(5)电源电压范围宽:2.2V到5.5V;(6)块锁定:可以保护1/4,1/2或所有EEPROM阵列;(7)内建写保护:上电/掉电保护电路、写锁存、写保护引脚;(8)高可靠,数据保存期为100年;(9)8引脚小型DIP封装;(10)X25045为RESET复位控制。

2 X25045的工作原理

X25045内部寄存器包括了一个指令寄存器、一个写使能锁存器和一个状态寄存器。

(1)指令寄存器。指令寄存器是一个8位寄存器,它通过SI口访问(CS端输入必须是低电平而且WP输入必须是高电平时有效),是用于读取状态/数据、写入命令/数据和设置/复位的写使能寄存器。

(2)写使能锁存器。写使能锁存器主要是为了防止偶然的写操作,在写入命令/数据之前必须先设置写使能锁存器,上电时锁存器被复位。

(3)状态寄存器。状态寄存器任何时刻都能被访问,它共有8位,最高两位未用,最低两位是只读位。D5、D4:定时器位,表示设置的看门狗的超时段。它由WRSR指令来设置,其中:00表示超时时间为1.4秒;01表示超时时间为600毫秒;10表示超时时间为200毫秒;11表示禁止看门狗。D3、D2:块保护位,表示所使用的保护范围,在被保护的阵列地址段内用户只能读不能写。它由WRDI指令来设置,其中:00表示不保护;01表示保护地址段为180H~1FFH;10表示保护地址段为100H~1FFH;11表示保护地址段为000H~1FFH。D1:锁存器状态:1表示置位状态;0表示复位状态。

(4)读时序。当要从EEPROM读数据时,首先把CS拉低,发送8位的读(READ)指令,再发送8位字节地址,然后是所选定地址的存贮器中贮存的数据被移出SO线上。在每一个数据字节移出之后,字节地址自动增量至下一个较高的地址。图1为读EEPROM阵列操作的时序。读状态寄存器时,首先要把CS拉低,然后发送8位的RDSR指令,接着是状态寄存器的内容被移出至SO线上。读状态时序和读EEPROM阵列时序相似,只是没有地址字节命令码。

(5)写时序。数据写入X25045之前,必须首先发出WREN指令,把写使能锁存器置位。数据写至EEPROM时,用户要发出WRITE指令,然后写地址,接着是要写数据。在操作期间内,CS保持为低电平时,主机可以继续写多达4个字节的数据至X25043/45。其时序如图2所示。数据写状态寄存器时,首先发出WRSR指令,然后写数据。