Microwire 串行EEPROM 与PIC18 单片机的接口设计 00999A_cn

引言

目前市场上有许多种单片机用在嵌入式控制系统设计中，这些嵌入式控制系统中的很大一部分都要用到非易失性存储器。由于串行EEPROM具有封装尺寸小，存储容量灵活，对I/O引脚要求低，和低功耗低成本等特点，已成为非易失性存储器的首选。

为了满足市场需求，Microchip Technology已经推出了一整套符合工业标准的串行EEPROM，覆盖了2线式（I2C™）、3线式（Microwire）和SPI通信标准，并提供了不同的存储容量、工作电压范围和封装形式。本应用笔记提供了设计思路和源代码，使得设计人员无需使用硬件串口便可以进行PIC18F1220PICmicro®单片机和Microwire串行EEPROM器件间的通信设计。图1所示为Microwire串行EEPROM器件与PIC18F1220单片机之间通信接口的硬件原理图。原理图给出了两者之间进行通信所必需的连接信号，软件代码的编写是参照上述连接进行的。

作者：Chris Parris

Microchip Technology Inc.

Microwire串行EEPROM与PIC18单片机的接口设计

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固件说明

本固件程序旨在说明Microwire 协议的特性，并给出了起始位、操作码和寻址方式的代码示例，可帮助设计者了解程序的基本组成模块。固件程序实现5项基本操作：•擦/写使能命令•字数据写命令•就绪/忙查询•字数据读命令•

擦/写禁止命令

代码测试使用的是93LC66B 串行EEPROM 。器件存储

器为16位结构，存储容量为256 x 16（4千位）。PIC18F1220单片机的时钟源为一个10MHz 的晶体振荡器。如果要使用更快的时钟，则必须修改程序以匹配相应的时序规范。后面提供了从CS 有效到CS 禁止期间的波形图，这样可以观察到整条指令的执行情况。为了便于说明串行数据，在示波器屏幕截取图下方列出了数据手册中对应的波形图。除非另行说明，本应用笔记中出现的所有数值均为十进制数值。

器件设置

尽管本应用笔记是针对93LC66B 器件的，实际上固件支持所有的93XXXX 系列器件。这种兼容可以通过设置下面的两个常量来实现，它们位于源代码的起始处：•NUMBITS •ORGVAL

NUMBITS 常量用于输出子程序，它代表需要输出的位数。具体来讲，EWEN 和EWDS 两个命令使用该常量来计算需要输出的空数据位数。另外，读写子程序用它来计算地址字中未使用的、需忽略的位数。对于EWEN 命令，该常量必须等于所需的时钟周期数目（93XX66B 器件为11）。ORGVAL 常量代表数据格式，必须被设置为8或者16，具体设置取决于所用器件的结构。93XXXXA 器件使用8位数据格式，而93XXXXB 器件使用16位数据格式。对于93XXXXC 器件，可通过ORG 引脚选择数据字大小（8或16位）。

注：

对于容量相同的器件，8位结构的器件和

16位结构的器件所需时钟周期数目各不相同。因此，如果器件结构发生改变，就必须相应地更新NUMBITS 常量。

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写使能

图2所示为擦除/写使能（EWEN ）命令的一个示例。片选信号被置为高电平（有效）后，首先发送起始位和4位操作码（“0011”），之后发送一定数目的空数据位（93XX66B 为6位）。必须在写入前执行EWEN 命令。一旦器件被写使能后，写操作将持续进行，直到擦除/写禁止命令被执行或发生器件掉电才停止。

图 2：擦除/写使能（EWEN ）

1x

CS

CLK

DI

0011x

T CSL

•••

AN999

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写命令（起始位、操作码、地址和数据）

图3所示为写命令的一个示例。选中器件之后，发送起始位、操作码和地址字，随即输出数据到器件。片选信号的翻转会触发内部写周期。

内部写周期开始后，通过查询DO 引脚上的就绪/忙信号可以确定写操作何时完成。如果不想查询就绪/忙信号，则需要增加一个6ms 的延时。本文代码使用的是查询就绪/忙信号的方法。

图 3：写命令、地址和数据

CS

CLK

DI

DO

101An •••A0Dx •••D0

Busy Ready

高阻态

高阻态

T WC

T CSL

T CZ

T SV

在写命令成功执行后，通过监视93XXXX器件的DO线看内部写周期是否已被触发，并等待写周期的结束。下面的示波器屏幕截取图显示了选中器件后，DO线保持低电平约3.2 ms，之后DO线被拉高，表明写周期完成。注意93AAXX和93LCXX器件的最大编程周期（T WC）为6 ms，但本例中的写周期仅持续了3.2 ms。这说明写周期通常会比最大编程周期短得多。因此，使用就绪/忙信号查询的方法很有优势，当写入多个字数据到器件时，它可以大大提高操作的效率。

图 4：就绪/忙信号查询

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读命令（起始位、操作码、地址和数据）

图5所示为读命令的一个示例。选中器件后，发送起始位、操作码和字地址。此后器件准备发送数据。单片机必须提供时钟信号，并在每个时钟信号的下降沿读取DO 引脚。本例中读到的数据为0x55AA 。

图 5：读命令

CS

CLK

DI DO

110An •••A0

高阻态

0Dx •••D0Dx •••D0•••Dx D0

AN999擦除/写禁止命令

一旦内部写周期结束后，必须执行写禁止（EWDS）命令（见图6）。该命令由起始位、4位操作码（“0000”）和一定数目的空数据位（93XX66B为6位）组成。在写操作完成后或器件/系统关闭前，必须发送EWDS 命令到器件。

图 6：擦除/写禁止命令

CS

CLK

DI10000x•••x

T CSL

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结论

本应用笔记讨论了在Microchip PIC18单片机上不使用

硬件串口进行Microwire通信的基本特性。代码的可移

植性非常高，稍作修改就可用在其他PICmicro®单片机

上。使用本文提供的代码，设计人员能够开始着手建立

或简或繁的Microwire程序库。

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•Microchip 确信：在正常使用的情况下，Microchip 系列产品是当今市场上同类产品中最安全的产品之一。

•

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•

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