看门狗芯片

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1、SPI接口应用之一看门狗芯片X25045hadao 发表于 2006-5-8 0:08:41一、引脚定义及通信协议SO：串行数据输出脚，在一个读操作的过程中，数据从SO脚移位输出。在时钟的下降沿时数据改变。SI： 串行数据输入脚，所有的操作码、字节地址和数据从SI脚写入，在时钟的上升沿时数据被锁定。SCK：串行时钟，控制总线上数据输入和输出的时序。/CS ：芯片使能信号，当其为高电平时，芯片不被选择，SO脚为高阻态，除非一个内部的写操作正在进行，否则芯片处于待机模式；当引脚为低电平时，芯片处于活动模式，在上电后，在任何操作之前需要CS引脚的一个从高电平到低电平的跳变。/WP：当WP引脚为低时，

2、芯片禁止写入，但是其他的功能正常。当WP引脚为高电平时，所有的功能都正常。当CS为低时，WP变为低可以中断对芯片的写操作。但是如果内部的写周期已经被初始化后，WP变为低不会对写操作造成影响。二、硬件连接三、程序设计状态寄存器：76543210XXWD1WD0BL1BL0WELWIPWIP：写操作标志位， 为1表示内部有一个写操作正在进行，为0则表示空闲，该位为只读。WEL： 写操作允许标志位，为1表示允许写操作，为0表示禁止写，该位为只读。BL0，BL1：内部保护区间的地址选择。被保护的区间不能进行看门狗的定时编程。WD0,WD1：可设定看门狗溢出的时间。有四种可选择：1.4s,600ms,2

3、00ms,无效。操作码：WREN 0x06 设置写允许位WRDI 0x04 复位写允许位RDSR 0x05 读状态寄存器WRSR 0x01 写状态寄存器READ 0x03/0x0b 读操作时内部EEPROM页地址WRITE 0x02/0x0a 写操作时内部EEPROM页地址程序代码：i nclude sbit CS= P27; sbit SO= P26; sbit SCK= P25; sbit SI= P24; #define WREN 0x06 / #define WRDI 0x04 / #define RDSR 0x05 / #define WRSR 0x01 / #define READ

4、0 0x03 / #define READ1 0x0b / #define WRITE0 0x02 / #define WRITE1 0x0a / #define uchar unsigned char uchar ReadByte() /read a byte from device bit bData; uchar ucLoop; uchar ucData; for(ucLoop=0;ucLoop8;ucLoop+) SCK=1; SCK=0; bData=SO; ucData=1; if(bData) ucData|=0x01; return ucData; void WriteByte

5、(uchar ucData)/write a byte to device uchar ucLoop; for(ucLoop=0;ucLoop8;ucLoop+) if(ucData&0x80)=0) /the MSB send first SI=0; else SI=1; SCK=0; SCK=1; ucData=1; uchar ReadReg() /read register uchar ucData; CS=0; WriteByte(RDSR); ucData=ReadByte(); CS=1; return ucData; uchar WriteReg(uchar ucData) /

6、write register uchar ucTemp; ucTemp=ReadReg(); if(ucTemp&0x01)=1) /the device is busy return 0; CS=0; WriteByte(WREN);/when write the WREN, the cs must have a high level CS=1; CS=0; WriteByte(WRSR); WriteByte(ucData); CS=1; return 1; void WriteEpm(uchar cData,uchar cAddress,bit bRegion) /* 写入一个字节，cD

7、ata为写入的数，cAddress为写入地址，bRegion为页 */ while(ReadReg()&0x01)=1); /the device is busy CS=0; WriteByte(WREN); /when write the wren , the cs must have a high level CS=1; CS=0; if(bRegion=0) WriteByte(WRITE0); /write the page addr else WriteByte(WRITE1); WriteByte(cAddress); WriteByte(cData); SCK=0; / CS=1

8、; uchar ReadEpm(uchar cAddress,bit bRegion) /* 读入一个字节，cAddress为读入地址，bRegion为页 */ uchar cData; while(ReadReg()&0x01)=1);/the device is busy CS=0; if(bRegion=0) WriteByte(READ0); else WriteByte(READ1); WriteByte(cAddress); cData=ReadByte(); CS=1; return cData; main()WriteReg(0x00);/set the watchdog ti

9、me as 1.4sCS=1;CS=0; /reset the watchdog 基于X25045的新型看门狗电路图作者：重庆三峡学院应用技术学院 谢辉来源：不详点击数： 更新时间：2007年02月14日看门狗(watchdog)电路是嵌入式系统需要的抗干扰措施之一。本文用x25045芯片设计了一种新的看门狗电路，具有体积小、占用i/o口线少和编程方便的特点，可广泛应用于仪器仪表和各种工控系统中。 前言工控系统在运行时，通常都会遇到各种各样的现场干扰，抗干扰能力是衡量工控系统性能的一个重要指标。看门狗(watchdog)电路是自行监测系统运行的重要保证，几乎所有的工控系统都包含看门狗电路。在8

10、096系列单片机和增强型8051系列单片机中，该系统已经做在芯片内部，用户只要用软件开放它就可以，使用很方便。但目前工控系统仍在使用廉价的普通型8051系列单片机，则看门狗电路必须由用户自己建立。看门狗电路一般有软件看门狗和硬件看门狗两种。软件看门狗不需外接硬件电路，但系统需要出让一个定时器资源，这在许多系统中很难办到，而且若系统软件运行不正常，可能导致看门狗系统也瘫痪。硬件看门狗是真正意义上的“程序运行监视器”，如计数型的看门狗电路通常由555多谐振荡器、计数器以及一些电阻、电容等组成，分立元件组成的系统电路较为复杂，运行不够可靠。x25045芯片简介x25045是美国xicor公司的生产的

11、标准化8脚集成电路，它将eeprom、看门狗定时器、电压监控三种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单片机外围芯片。x25045引脚如图1所示。图1 x25045引脚图其引脚功能如下。cs：片选择输入；so：串行输出，数据由此引脚逐位输出；si：串行输入，数据或命令由此引脚逐位写入x25045；sck：串行时钟输入，其上升沿将数据或命令写入，下降沿将数据输出；wp：写保护输入。当它低电平时，写操作被禁止；vss：地；vcc：电源电压；reset：复位输出。x25045在读写操作之前，需要先向它发出指令，

12、指令名及指令格式如表1所示。表1 x25045指令及其含义x25045看门狗电路设计及编程x25045硬件连接图如图2所示。x25045芯片内包含有一个看门狗定时器，可通过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动，则x25045将从reset输出一个高电平信号，经过微分电路c2、r3输出一个正脉冲，使cpu复位。图2电路中，cpu的复位信号共有3个：上电复位(c1、r2)，人工复位(s、r1、r2)和watchdog复位(c2、r3)，通过或门综合后加到reset端。c2、r3的时间常数不必太大，有数百微秒即可，因为这时cpu的振荡器已经在工作。图2 x25045看门狗

13、电路硬件连接图看门狗定时器的预置时间是通过x25045的状态寄存器的相应位来设定的。如表2所示，x25045状态寄存器共有6位有含义，其中wd1、wd0和看门狗电路有关，其余位和eeprom的工作设置有关。表2 x25045状态寄存器wd10，wd0=0，预置时间为1.4s。wd10，wd0=1，预置时间为0.6s。wd11，wd0=0，预置时间为0.2s。wd11，wd0=1，禁止看门狗工作。看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比系统正常工作时最大循环周期的时间略长即可。编程时，可在软件的合适地方加一条喂狗指令，使看门狗的定时时间永远达不到预置时间，系统就不会复位而正

14、常工作。当系统跑飞，用软件陷阱等别的方法无法捕捉回程序时，则看门狗定时时间很快增长到预置时间，迫使系统复位。以下是c语言编写的看门狗程序部分。#include reg51.hsbit cs=p12;/*片选信号由p1.2产生*/sbit sck=p13; /*时钟信号由p1.3 产生*/sbit si=p10; /*si由p1.0产生*/sbit so=p11; /*so由p1.1产生*/sbit c=acc7; /*定义位变量*/bdata unsigned char com;void tran() /*发送一字节数据子函数*/unsigned char i;for(i=0; i8; i+)

15、 acc=com; /*将数据放入a中*/si=c;sck=0; /*sck产生一个上跳变*/sck=1;com=com1; /*左移一位*/return;main()com=0x06; /*发写读使能命令*/cs=0;tran();cs=1;com=0x01; /*发写状态字命令*/cs=0;tran();com=0x00; /*定时1.4s*/tran();cs=1;.;系统正常运行的程序部分 需要注意的是，在程序正常运行的时候，应该在适当的地方加一条喂狗指令，使系统正常运行时的定时时间达不到预置时间。系统就不会复位。喂狗指令如下。main().;系统正常运行的程序部分cs=0; /*产生

16、cs脉冲*/cs=1;x25045的看门狗电路使用十分方便。x25045内部还集成了512beeprom和电压运行监视系统，只需这样一块芯片，外加晶振和复位电路就可以组成单片机的应用系统，非常适合于便携式仪器和嵌入式系统的设计。参考文献1、李朝青. 单片机原理与控制技术. 北京航空航天大学出版社,20012、胡伟,季晓衡单片机c程序时间及应用实例人民邮电出版社,20033、美国xicor公司x25045资料X25045编程器的制作生产部 张 华 摘 要 介绍X25045的编程特性以及用单片机GMS97C2051制作的编程器。 关键词 单片机 E2PROM 编程1 引言 X25045是美国Xic

17、or公司的产品，它将三种功能：电压监控、看门狗定时器和E2PROM组合在单个芯片之内。因其体积小、占用I/O口少等优点已被广泛应用于工业控制、仪器仪表等领域，是一种理想的单片机外围芯片。 为了对X25045内的E2PROM编程，用GMS97C2051单片机制作了一个简易编程器，该编程器与PC的串行口相接，编程数据可通过PC机写入X25045的E2PROM。2 X25045简介2.1 X25045引脚 ：芯片选择输入； SO：串行输出； SI：串行输入； SCK：串行时钟输入； ：写保护输入； Vss：地； Vcc：电源电压； RESET：复位输出。2.2 X25045工作原理 X25045内含

18、5128的串行E2PROM，可以直接与微控制器的I/O口串行相接。X25045内有一个位指令寄存器，该寄存器可以通过SI来访问。数据在SCK的上升沿由时钟同步输入，在整个工作期内，必须是低电平且必须是高电平。如果在看门狗定时器预置的超时时间内没有总线的活动，那么X25045将提供复位信号输出。 X25045内部有一个“写使能”锁存器，在执行写操作之前该锁存器必须被置位，在写周期完成之后，该锁存器自动复位。 X25045还有一个状态寄存器，用来提供X25045状态信息以及设置块保护和看门狗的超时功能。图1 X25045引脚排列表1 X25045的指令集2.3 X25045的读时序（a） 读E2P

19、ROM的时序（b） 读状态寄存器的时序图2 X25045读时序2.4 X25045的写时序（a）写使能锁存器的时序（b）字节写操作的时序图3 X25045写时序2.5 复位操作 当Vcc降至门限电压以下或看门狗定时器已达到编程的极限值，X25045的RESET引脚将输出高电平。3 X25045编程器的组成及原理 X25045编程器主要由单片机、MAX232、PS7219和LED等组成，如图4所示（虚线框部分）。其中单片机采用LG公司生产的GMS97C2051，该单片机指令和引脚与MCS-51系列兼容。MAX232为RS-232接口，用于单片机与PC之间的电平转换。PS7219为串行输入，可直接

20、驱动8位LED的显示模块。3.1 单片机与PC机的通讯 GMS97C2051的串行口以一定的波特率接收从PC机传来的数据，波特率的设定由定时器T1来完成，T1工作于方式2，TL1和TH1均被赋初值230，串行口以方式1工作，允许接收，每接收到PC机来图4 X25045编程器的组成框图的8位数据，产生一次中断，CPU响应中断后，将接收的数据写入X25045中。3.2 单片机对X25045的写操作 X25045中有5128的串行E2PROM，通过X25045的、SCK、SI、SO等引脚控制对X25045的读写，X25045的读写操作过程及时序前面已作了详细介绍，这里重点讨论单片机对X25045的编

21、程。 首先置位写使能锁存器，然后发送写操作指令，紧接着发送E2PROM的地址和需写入的数据，在输入数据之后将置高，一般经2ms的延时，则数据被写入E2PROM中，也可以通过检测状态寄存器的WIP位来判定写操作是否完成，若WIP位为高，表示写操作正在进行，需继续检测，一直到WIP位变低为止，这时对X25045的编程工作即告完成。3.3 编程校验 为了验证编程数据的正确性，可以读出X25045中的数据，并通过显示模块将数据显示出来，读X25045操作的过程是这样的，先发送读指令，接着发送E2PROM地址，这时就可以接收X25045传出的数据，单片机将接收到的数据送到PS7219显示模块，再通过LE

22、D显示出来。4 软件组成 （1）编程器的主程序。PC-51：clr ea ；关中断mov tmod，#20h ；选用T1工作方式2mov tl1，#230；给T1置初值mov th1，#230clr et1；禁止T1中断setb tr1；启动T1mov scon，#50h ；串行口工作于方式1，允许接收setb ea ；开中断setb es；允许串行口中断wait：mov c，P1.3；等待按“read”键Jc waitacall readwait1：clr ri；清接收中断标志mov a，sbuf；接收数据送入r1mov r1，aacall write ；r1中的数据写入X25045reti

23、 （2）将接收数据写入X25045中的程序。write：clr P3.3；X25045的SCK置低clr P3.7；SI置低setb P3.4；CS置高setb P3.5；SO置高mov a，#06h；允许写操作mov r7，#08h；写入8位clr P3.3clr P3.4acall transfe；调发送子程序setb P3.4acall dela1ms；延时1msmov a，#02h；发送写指令mov r7，#08hclr P3.3clr P3.4acall transfemov a，38h；发送E2PROM地址mov r7，#08hacall transfemov a，r1 ；r1中的

24、数据写入X25045mov r7，#08hacall transfesetb P3.4；发送完毕acall dela3ms；延时3msret （3）读出X25045中数据的程序。read：mov a，#03h；发送读指令mov r7，#08hclr P3.3；X25045的SCK置低clr P3.4；CS置低acall transfe；调发送子程序mov 39h，#00h；发送X25045地址mov a，39hmov r7，#08hacall transferece3：mov r7，#08h ；读出X25045中的数据rece1：nopmov c，P3.5mov acc.0，crl asetb

25、 P3.3；SCK置高clr P3.3；SCK变低nopdjnz r7，rece1rr amov r2，a；将读出的数据送r2acall binbcd；将r2转换线bcd码acall led；调用显示子程序mov c, P1.3；等待按“read”键jnc rece3；继续接收数据rettransfe：nopmov c，acc.7 ；a的最高位送Cymov P3.7，c；将Cy送X25045的SIsetb P3.3；SCK置高rl a；a左移一位clr P3.3；SCK变低djnz r7，transfe；循环8次clr P3.7；将SI变低ret参 考 文 献1 X25043/45 可编程看门狗监控E2PROM数据手册.武汉力源电子股份有限公司 1998.3