【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 掉電存儲(chǔ)芯片 AT24C02 概述 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的儀器儀表，家用電器，工業(yè)監(jiān)控等系統(tǒng)中，對(duì)某些狀態(tài)參數(shù)，不僅要求能夠在線修改，而且斷電能保持，以備上電后恢復(fù)系統(tǒng)的狀態(tài)。斷電數(shù)據(jù)保護(hù)方法可選用具有斷電保護(hù)功能的 RAM 和電可擦存儲(chǔ)器 EEPROM。具有斷電保護(hù)功能的 RAM 容量大，速度快，但占用線多，成本高， EEPROM 適合數(shù)據(jù)交換量少，對(duì)傳送速度要求不高的場(chǎng)合。 EPROM 有并行和串行之分，并行 EEPROM 速度比串行快，容量大。串行芯片成本低，線路簡(jiǎn)單，工作可靠，占用單片機(jī)口線資源少。 AT24CX系列串行 EEPROM是目前單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用較多的 EEPROM芯片。其系列串行 EEPROM 除具有體積小、功耗低、工作電壓有效范圍寬等特點(diǎn)外，還具有型號(hào)多，容量大， I2C 總線協(xié)議，占用 I/O 口線少，芯片擴(kuò)展配置方便靈活，讀 /寫(xiě)操作相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。在智能化裝置中，正日益獲得廣泛應(yīng)用。 AT24CX 系列 EEPROM 為串行的用電擦除的可編程 CMOS 只讀存儲(chǔ)器。 自定時(shí)寫(xiě)周期包括自動(dòng)擦除時(shí)間不超過(guò) 10ms，典型時(shí)間為 5ms。擦除 /寫(xiě)入周期壽命一般都可達(dá)到 10 萬(wàn)次以上。片內(nèi)數(shù)據(jù)保存壽命可達(dá) 410 年以上。采用單一電壓 +5V，低功耗工作電流 1mA,備用狀態(tài)只有 10uA,端口為三態(tài)門(mén)輸出，與 TTL 電平兼容。一般商業(yè)品工作溫度為 0～ +70℃，工業(yè)品為 40～ +85℃。這個(gè)系列的芯片有 8腳 DIP（雙列直插）封裝， 8 腳 SOIC（表面貼裝）封裝，一部分型號(hào)還有 14 腳SOIC 封裝。 目前，我國(guó)采用的 AT24CX系列串行芯片 EEPROM主要是由 ATMEL， MICROCHIP，XICOR， NATIONAL 等幾家公司提供。下面以 ATMEL 公司的產(chǎn)品進(jìn)行說(shuō)明。 AT24C02 介紹 AT24C02 系列串行 EEPROM 引腳、容量及結(jié)構(gòu) 目前我國(guó)應(yīng)用最多的封裝形式是 8腳封裝 ,如 圖 33 所 示： 圖 33 AT24C02型號(hào)和引腳 E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) AT24C02 的 EEPROM 的引腳說(shuō)明如下： ● SCL— 串行時(shí)鐘端，用于對(duì)輸入和輸出數(shù)據(jù)的同步。寫(xiě)入串行 EEPROM 的數(shù)據(jù)用 SCL 上升沿同步，輸出數(shù)據(jù)用下降沿同步 ● SDA— 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端，漏極開(kāi)路結(jié)構(gòu)。 使用時(shí)該引腳必須接一個(gè) 左右的上 拉電阻。 SDA 線上數(shù)據(jù)傳送順序是高位在先，低位在后。 ● WP— 寫(xiě)保護(hù)，用于硬件數(shù)據(jù)保護(hù)功能。 當(dāng)該引腳接地時(shí)，可以對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)器進(jìn)行正常讀 /寫(xiě)操作；當(dāng)其接電源 Vcc時(shí)，芯片就具有寫(xiě)保護(hù)功能，被保護(hù)的區(qū)域因型號(hào)而異。被保護(hù)部分的讀操作不受影響，實(shí)際上這時(shí)被保護(hù)的區(qū)域就可以作為串行只讀存儲(chǔ)器。英注意，對(duì)AT24C08 芯片，雖然第 7腳也定義為 WP，但實(shí)際不起作用。 A0， A1， A2— 片選或以頁(yè)面選擇地址輸入，用于 EEPROM 器件地址編碼。 將這 3個(gè)引腳配置成不同的編碼值，可選中不同的芯片。在同一串行總線上最多可擴(kuò)充 8 片同一容量或不同容量的芯片。但注意，有些型號(hào)的地址是無(wú)效的。例如， AT24C16 所對(duì)應(yīng)的 3個(gè)引腳均無(wú)效，因此使用 AT24C16 時(shí)只能尋址 1 片，同樣，使用 AT24C04 時(shí)刻尋址 4片；使用 AT24C08 可尋址 2片。 ● TEST— 測(cè)試，用于對(duì)存儲(chǔ)器的檢測(cè)。 ● Vcc— 電源電壓 +5V。 ● GND— 接地端。 ● NC— 未連接。 ATC24C02 是目前最常用的型號(hào)，支持器件地址編碼，統(tǒng)一串行總線最多時(shí)可同時(shí)連接 1～ 8片，支持硬件設(shè)置數(shù)據(jù)保護(hù)。 并行接口芯片 8155 概述 8155 是一個(gè)有 40引腳 的塑封芯片，功能較強(qiáng)，廣泛地應(yīng)用在計(jì)算機(jī)電路中。它有兩個(gè) 8位口 A、 B和一個(gè) 6位口 C，總可以擴(kuò)展出 22 條接線。它含一個(gè)可預(yù)置的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍從 2 到 16383，可用于延時(shí)、計(jì)數(shù)或分頻，它內(nèi)部有 256字節(jié)的 RAM，可以補(bǔ)充 CPU內(nèi)部的不足。為了能夠設(shè)置芯片的工作方式和了解芯片的狀態(tài)，內(nèi)部還有命令寄存器和狀態(tài)寄存器。 8155 共有 40 個(gè)腳。其中，與 CPU 相連的引腳有 CE 、 IO/M 、 AD0～ ADALE、 RD 、 WR 和 RESET。 CE 是片選信號(hào)，當(dāng) CE =0 時(shí)，芯片才能與 CPU 交換信息。 CE 接到地址譯碼器上，由整個(gè)系統(tǒng)分配給高位地址，以保證任何時(shí)刻只有一個(gè)芯片可與 CPU 交換信息，不發(fā)生地址沖突。 IO/M 是接口或內(nèi)部 RAM 寄存器的選擇線。當(dāng) IO/M =1 時(shí)， CPU 是對(duì) I/O 接口操作；當(dāng) IO/M =0 時(shí)， CPU 是對(duì) RAM 操作。它一般接到 CPU 的地址線 A8 上。 AD0～ AD7 為地址數(shù)據(jù)總線。 ALEE 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 是地址鎖存信號(hào)輸入線。 RD 、 WR 分別是讀、寫(xiě)控制線。 RESET 是復(fù)位線 .當(dāng)RESET=1 時(shí)， 8155 被復(fù)位。與外部設(shè)備連接的引腳有 TMRIN、 TMROUT、 PA0～ PAPB0～ PB7 和 PC0～ PC5。 TMRIN 是計(jì)數(shù)輸入線，接到待測(cè) 的脈沖源。 TMROUT 是計(jì)數(shù)輸出線。 PA0～ PA7 是 A口的 8 位輸入 /輸出線。 PB0～ PB7是 B口的 8 位輸入 /輸出線。 PC0～ PC5 是 C 口的 6位輸入 /輸出線。 芯片 8155 基本結(jié)構(gòu)及工作方式 8155 芯片為 40 引腳雙列直插封裝，單一的 +5V 電源，其引腳排列如圖 34所 示： 圖 34 8155引腳排列圖 在與單片機(jī)接口的方向， 8155 提供如下信號(hào)： ? AD7～ AD0—— 地址數(shù)據(jù)復(fù)用線。 ? ALE—— 地址鎖存信號(hào)。除進(jìn)行 AD7～ AD0 的地址鎖存控制外，還用于把片選信號(hào) CE 和 IO/M 等信號(hào)進(jìn)行鎖存。 ? RD —— 讀選通信號(hào)。 ? WR —— 寫(xiě)選通信號(hào)。 ? CE —— 片選信號(hào)。 ? IO/ M —— I/O 與 RAM 選擇信號(hào)。 8155 內(nèi)部的 I/O 口與 RAM 是分開(kāi)編址的，因此要使用控制信號(hào)進(jìn)行區(qū)分。 IO/M =0,對(duì) RAM 進(jìn)行讀寫(xiě)； IO/M =1，對(duì) I/O 口進(jìn)行讀寫(xiě)。該信號(hào)是一個(gè)特殊信號(hào)，對(duì)它的使用要格外注意。 ? RESET—— 復(fù)位信號(hào)。 8155 以 600ns 的正脈沖進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位后 A、 B、C 口均置為輸入方式。 E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) I/O 口及其工作方式 8155 的 3 個(gè) I/O 口，分別以 PA、 PB 和 PC 稱呼，其中 PA 和 PB 都是 8 位通用輸入 /輸出口，主要用于數(shù)據(jù)的 I/O 傳送，它們都是數(shù)據(jù)口，因此只有輸入/輸出兩種工作方式。而 PC 口則為 6 位口，它既可以作為數(shù)據(jù)口用于數(shù)據(jù)的 I/O傳送，也可以作為控制口，用于傳送控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)，對(duì) PA 和 PB 的 I/O操作進(jìn)行控制。因此 PC 口共 具有 4 種工作方式，即：輸入方式 (ALT1),輸出方式 (ALT2),PA 口控制端口方式 (ALT3)以及 PA 和 PB口控制端口方式 (ALT4)。 當(dāng)以無(wú)條件方式進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入 /輸出傳送時(shí)，由于不需要任何聯(lián)絡(luò)信號(hào)，因此這時(shí) PA、 PB 及 PC 都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入 /輸出操作。 當(dāng) PA 或 PB 以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，所需要的聯(lián)絡(luò)信號(hào)由 PC 提供，其中 PC2～ PC0 是為 PA 提供， PC5～ PC3 是為 PB 提供。各聯(lián)絡(luò)信號(hào)的定義如表 32 所示。 聯(lián)絡(luò)信號(hào)共有 3 個(gè)，其中： ? INTR—— 中斷請(qǐng)求信號(hào)（輸出），高電平 有效。送給 MCS— 51 單片機(jī)的外中斷請(qǐng)求。 ? BF—— 緩沖器滿狀態(tài)信號(hào)（輸出），高電平有效。 STB —— 選通信號(hào)（輸入），低電平有效。數(shù)據(jù)輸入操作時(shí)， STB 是外設(shè)送來(lái)的選通信號(hào)；數(shù)據(jù)輸出時(shí)， STB 是外設(shè)送來(lái)的應(yīng)答信號(hào)。 表 32 PC口線聯(lián)絡(luò)信號(hào)定義 方式 口位 作 PA 控制端口 作 PA 和 PB 控制端口 PC0 AINTR AINTR PC1 ABF ABF PC2 ASTB ASTB PC3 輸出 BINTR PC4 輸出 BBF PC5 輸出 BSTB RAM 單元及 I/O 口編址 8155 共有 256 個(gè) RAM 單元，加上 6 個(gè)可編址的端口，這 6 個(gè)端口是：命令/狀態(tài)寄存器、 PA 口、 PB 口、 PC 口、定時(shí)器 /記數(shù)器低 8 位以及定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器高 8 位。為此 8155 引入了 8 位地址 AD2～ AD0,無(wú)論是 RAM 還是可編址口都使用這 8 位地址進(jìn)行編址。對(duì)它們只需使用 AD2～ AD0 即可實(shí)現(xiàn)編址，如表 33所示。 E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 表 33 8155的可編程端口 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 選 擇 0 0 0 命令 /狀態(tài)寄存器 0 0 1 PA 口 0 1 0 PB 口 0 1 1 PC 口 1 0 0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器低 8 位 1 0 1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器高 8 位 8155 的命令 /狀態(tài)寄存器 8155 有一個(gè)命令 /狀態(tài)寄存器，實(shí)際上這是兩個(gè)不同的寄存器，分別存放命令字和狀態(tài)字。但由于對(duì)命令寄存器只需進(jìn)行寫(xiě)操作，而對(duì)狀態(tài)寄存器只需進(jìn)行讀操作，因此把它們編為同一地址，合在一起稱之為命令 /狀態(tài)寄存器。 命令字： 命令字共 8 位，用于定義端口及定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作方式。對(duì)命令寄存器只能寫(xiě)不能讀。 狀態(tài)字： 狀態(tài)字也是 8 位（但實(shí)際只使用 7 位，最高位沒(méi)定義）。用于寄存器各端口及定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)。 8155 的定時(shí)器 /計(jì) 數(shù)器 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的記數(shù)結(jié)構(gòu) ： 8155 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器是一個(gè) 14位的減法計(jì)數(shù)器，由兩個(gè) 8位寄存器構(gòu)成，以其中的低 14 位組成計(jì)數(shù)器，剩下的兩個(gè)高位（ M2,M1） 用于定義計(jì)數(shù)器輸出的信號(hào)形式。 8155 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的記數(shù)結(jié)構(gòu)如 表 33所示： 表 33 8155定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的記數(shù)結(jié)構(gòu) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的使用 ： 8155的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器與 MCS51單片機(jī)芯片內(nèi)部的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器在功能上是完全相同的，即同樣具有定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種功能。但是在使用上卻與 MCS51 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有許多不同之處。具體表現(xiàn)在： ? 8155 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器是減法計(jì)數(shù)，而 MCS51的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器卻是加法計(jì)D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 M2 M1 T13 T12 T11 T10 T9 T8 E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 數(shù)。因此確定計(jì)數(shù)初值的方法是不同的。 ? MCS51的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有多種工作方式。而 8155 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器則只有一種固定的工作方式，即 14 位計(jì) 數(shù)，通過(guò)軟件方法進(jìn)行計(jì)數(shù)值加載。 ? MCS51的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有兩種計(jì)數(shù)脈沖。當(dāng)定時(shí)工作時(shí)，由于芯片內(nèi)部按機(jī)器周期提供固定頻率的計(jì)數(shù)脈沖；當(dāng)計(jì)數(shù)工作時(shí)，從芯片外部引入計(jì)數(shù)脈沖。但 8155 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，不論是定時(shí)工作還是計(jì)數(shù)工作，都由外部提供計(jì)數(shù)脈沖，其信號(hào)引腳就是 TIMER IN。 ? MCS51 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)溢出自動(dòng)置位 TCON 寄存器的計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位（ TE），供用戶以查詢或中斷方式使用；但 8155 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)溢出時(shí)向芯片外邊輸出一個(gè)信號(hào)（ TIMER OUT）。而且這一信號(hào)還有脈沖和方波 兩種形式，供用戶進(jìn)行選擇。具體由 M M1兩位定義： M2 M1= 00 單個(gè)方波 M2 M1= 01 連續(xù)方波 M2 M1= 10 單個(gè)脈沖 M2 M1= 11 連續(xù)脈沖 這 4 種輸出形式如圖 34所示： M2M1 開(kāi)始計(jì)數(shù) 終止計(jì)數(shù) ↓ ↓ 00 單個(gè)方波 01 連續(xù)方波 10 單個(gè)脈沖 11 連續(xù)脈沖 圖 34 8155定時(shí)器 /計(jì)