串行E2PROM的类型及应用（下）(重复，请管理员删除）

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　　三、SPI总线型
　　SPI(Serial Peripheral Interface)总线，即“串行外围设备接口总线”。Microchip公司的25XX系列串行E2PROM采用简单的SPI兼容串行总线结构，用时钟(SCK)、数据输入(SI)、数据输出(SO)三根线进行数据传输，片选信号(CS)控制器件的选通。当今流行的带SPI口的微控制器，如Microchip公司的PIC16C6X/7X微控制器等，均可与25AA040直接接口。片内无SPI口的微控制器，也可用普通I/O口通过软件编程的方式实现与25XX040间的接口。25XX系列采用先进的CMOS技术，是理想的低功耗非易失性存储器器件。
3 r6 ~; v, {  S" S$ `, Q0 ]5 ~　　25XX系列串行E2PROM存储容量从4k位(512×8)至64k位(8k×8)，附图是25AA040型4k位SPI总线串行E2PROM的引脚图。
* \3 B, C5 g4 n, L　　1?引脚说明
　　CS是片选输入脚，低电平有效。CS端为高电平，25AA040处于休眠状态。CS的变化不影响已经初始化或正在处理的编程的完成。也就是说若在一个编程周期启动后，CS由低变高，25AA040将在该编程周期完成后立即进入休眠状态。一旦CS为高电平，SO引脚立即变成高阻态，允许多器件共用SPI总线。在有效的写入序列输入后CS端由低转高，启动对内部的写序列。上电后，CS端要先加低电平对所有操作序列初始化。
  l  e" i9 e) m1 e8 V& v　　SCK是同步时钟输入脚。来自SI脚的地址或数据在SCK的上升沿被锁存，SO脚的数据在SCK的下降沿时输出。
　　SI是串行数据输入脚，接受来自单片机的命令、地址和数据。
! u4 m, t* @5 S; K: y　　SO是串行数据输出脚，在读周期，输出E2PROM存储器的数据。
　　WP是写保护输入脚。WP为低电平时禁止对存储阵列或状态寄存器的写操作，其它操作功能正常；WP为高电平，非易失性写在内的所有功能都正常。任何时候将WP置为低电平都将复位写允许锁存器。若一次内部写已经开始，WP置成低电平不影响这次写。
+ [( w5 Q7 w$ n* y7 |, E3 `# o1 t　　HOLD是保持输入脚，低电平有效，用于在数据传送中途暂停向25AA040传送。不用暂停功能时，HOLD必须保持高电平。芯片被选中，正在串行传送时，可将HOLD置为低电平，暂停进一步的传送。方法是在SCK为低电平时，将HOLD引脚变成低电平，不然在下一个SCK由高转低前不能暂停传送。此间，CS必须保持低电平。25AA040处于暂停时，SI、SO、SCK脚均为高阻态。要恢复串行传送，必须在SCK为低电平时将HOLD置为高电平。任何时候只要HOLD为低电平，SO脚将处于高阻态。
6 u7 R, o% a# D. o0 k. A　　2?工作原理
) z2 z2 m; Y# {　　25XX040片内有一个8位指令寄存器，指令通过SI脚接收，在SCK的上升沿串行输入。指令输入时，CS脚必须为低电平，HOLD脚必须为高电平。WP必须保持高电平，允许写存储器阵列。
　　表1是25XX040的指令集，指令字节中包含地址位A8，传输时最高位在前，最低位在后。
& U' {! [! @2 N% h$ R2 T7 Y　　表1

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8 y* y' G' c1 C$ Z' h　　CS置为低电平后SCK的第一个上升沿开始数据采样。如果与SPI总线上的其它外围器件共用SCK，可改变HOLD引脚电平将25AA040设置成“保持”方式。释放HOLD后，再从HOLD信号确认处继续传送。
　　·读序列
6 T: v& G. j$ ^) R7 j: _+ K+ I　　CS降至低电平25AA040被选中。包括A8地址在内的8位读指令被传送到25AA040，接着是低8位地址(A7～A0)。在接收到正确的读指令及低8位地址后，选定地址的内容由SO口串行输出。而下一地址单元的内容将随着时钟脉冲继续输出。每当一个字节的数据传送完毕，25AA040片内的地址指针自动加1，指向下一个地址。当最高位地址(01FFH)内容读出后，地址指针指向0000H，下一个读出周期将继续。CS脚转为高电平读操作终止。
. |- l8 p% q4 E6 i　　·写序列
　　在着手向25AA040写数据之前，必须先发出WREN指令，置位写允许锁存器，其操作为：先将CS置为低电平，然后按时钟节拍将WREN指令送至25AA040，当指令的8位数全部传送完毕后，再将CS端置为高电平置位写允许锁存器。发出WREN指令后未将CS端置为高电平前，写允许锁存器并没有置位，向25AA040传送的数据将不会被写入存储器阵列。
8 G4 X& f% @9 W- V' C% t( G　　写允许锁存器置位后，再将CS端置为低电平，发出包括A8地址在内的8位写指令及低8位地址(A7～A0)，然后送要写入的数据。一次写序列最多可以连续写16个字节的数据，且所有要写入的数据的地址必须在同一页。一页的首址为XXXX 0000，末址为XXXX 1111。若内部地址计数器已到XXXX 1111，时钟仍在继续，内部地址计数器将重新指向该页的首址XXXX 0000，原写入到该地址的内容就会被覆盖。
　　为将数据真正写入到25AA040中，须在字节写入或页写入数据的第n个字节的最后一个有效位(D0)送出后将CS置为高电平。若在此外的其它时间将CS置为高电平，写操作就不能完成。在写操作进行时，可以读状态寄存器来检查WIP、WEL、BP1和BP0位的状态。在写周期内是不可能读存储器阵列位置的。一旦写周期完成，写允许锁存器也就被复位了。
　　·写允许(WREN)和写禁止(WRDI)
, N) ]4 d' _& S9 f2 W) r　　25AA040片内有一个写允许锁存器。表2为写保护功能表。在任何写操作将完成之前必须立即置位写允许锁存器。写允许锁存器由WREN指令置位，由WRDI指令复位。
* }7 X* l8 ?3 c, `2 L　　表2
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　　满足以下条件之一，写允许锁存器将被复位：
5 ~: \# c" {0 x/ d　　1)上电；2)WRDI指令成功地执行；3)WRSR指令成功地执行；4)WRITE指令成功地执行；5)WP引脚为低电平。
　　·状态寄存器读(RDSR)
* y- @+ v5 ]: C. k3 E　　RDSR指令读状态寄存器。状态寄存器可在任何时候读出。状态寄存器的格式如下：
6 _) C8 m5 L4 R" R& V' Z　　　7　  6　 5　 4　3  　 2　  1  　 0
4 S/ B- h+ s: X& J' t) B( @5 ]　　　X　X　X　X   BP1  BP0  WEL  WIP
+ G$ ^/ w9 K/ P9 }1 r7 v$ g5 F　　其中，写入保护位(WIP)指示25AA040是否正忙于写入操作，是只读位。WIP为“1”，表示写入正在进行；WIP为“0”，表示未进行写入操作。
/ J% k  K0 u6 G+ c4 o, }9 g" [　　写允许锁存器状态位(WEL)指示写允许锁存器的状态，是只读位。WEL为“1”，允许写阵列；WEL为“0”，锁存器禁止写阵列。WEL位的状态由执行WREN或WRDI指令确定，与状态寄存器是否写保护无关。
) Q8 v$ k3 E6 T/ q　　块保护位(BP0和BP1)指示当前保护的块地址。块保护地址由用户发出的WRSR指令设定。一旦该块地址的内容被保护，就只能读出而不能写入。
: ^) Z1 a- ~" O2 k( S% u  X　　·状态寄存器写(WRSR)
- x; Z5 W" k6 @3 J9 K, N! ?　　WRSR指令允许用户通过写状态寄存器BP1、BP0位的方法选择对存储器的保护区，BP0、BP1与块保护地址的关系见表3。
6 [6 X9 x8 M8 T0 B- Z4 S　　表3

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　　·数据保护
　　25AA040采取用多种措施保证存储器阵列不被误写入。1)上电时复位写允许锁存器；2)必须发出写允许指令方可置位写允许锁存器；3)在单字节写入、页写入或状态寄存器写入后，写允许锁存器被复位；4)对芯片写入时，在接收了定数量的时钟周期之后，必须将CS端置为高电平，芯片内部的写周期才开始；5)在内部写周期期间，对存储器阵列的存取无效；6)WP引脚为高电平时，复位写允许锁存器。
　　·芯片上电时的状态
8 h7 i" o. i. E　　25AA040上电时的状态如下：器件处于低功耗待机方式(CS=1)；写允许锁存器被复位；SO引脚为高阻态；必须将CS引脚置为低电平方可进入工作状态。