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小序

跟着嵌入式系统小型化的趋势,市场对削减器件间通信所用的I/O引脚数的需求一日千里。Microchip科技公司开拓的UNI/O总线正满意了这一需求,这个低资源且易于实现的办理规划,仅必要应用一个I/O引脚就可实现主从器件之间的通信。

1 UNI/O总线先容

1.1 UNI/O总线的特征

UNI/O总线具有如下特征:

①UNI/O总线采纳曼彻斯特编码,只需一根旌旗灯号线SCIO就可以实现数据的串行传输和同步节制。

②UNI/O总线是一种单主型总线。主器件认真肩动和节制总线上的所有操作,抉择总线的事情速率。主器件平日由单片机ASIC等充当。

③UNI/O总线具有双向通信能力。有主发送从接管和从发送主接管两种事情要领。

④UNI/O总线速率为10~100kbps。

⑤UNI/O从器件必须具有余暇模式和待机模式,也可选择具有维持模式。

1.2 UNI/O总线的帧款式

1.2.1 位值定义

因为采纳的是曼彻斯特编码,以是其位值由佗周期中心的旌旗灯号跳变偏向抉择。UNI/O总线规定:从高到低的跳变是0,从低到高的跳变是1。

1.2.2 帧f66永乐国际直达ag85856布局

在UNI/O总线长进行通信时,指令、数据和地址的传送都以字节为单位。字节传送时,高位在前,低位在后,前一个位之后急速传输下一个位,位与位之间没有延迟。字节之后必须发送应答序列,进行主从应答。图1给出了平日环境下应用的基础字节帧布局。

(1)主应答位

由主器件发送,取值为1或0。为1时称之为MAK,MAK见告从器件指令履行将继承;为0时称之为NoMAK,NoMAK用来停止当前指令,此后如有需要,从器件可以启动响应的内部处置惩罚。

(2)从应答位

由当选定作为通信工具的从器件发送。该位为1时称之为SAK,SAK注解其前面的操作已成功完成;非1时称之为NoSAK。在从器件当选定之前,因为无从器件应答,从应答位应为NoSAK。在从器件当选定之后,NoSAK用来注解通信孕育发生了差错。

别的,UNI/O总线也斟酌了对主器件的中断功能的支持。当主器件与具有维持模式的从器件进行通信时,假如主器件鄙人一个MAK位周期光阴内持续拉低SCIO,从器件就进入了维持模式。要保持在维持模式应继承使SCIO为低电平。当从器件处在维持模式时,主器件就可以进行对其他I/O设备的中断处置惩罚事情,中断处置惩罚停止后可经由过程发送MAK来终止维持历程,并继承之前的通信。图2给出了包孕维持历程的字节帧布局。

1.3 UNI/O总线的敕令序列

UNI/O总线的敕令序列是指完成一条指令的履行主从器件,必要在总线上传送的各类旌旗灯号和字节帧的有序组合。在UNI/O总线系统中,一条指令的履行历程必须包括:总线筹备、主从同步、从器件选择、指令传输和指令履行等环节。

1.3.1 总线定义的旌旗灯号

(1)待机脉冲

待机脉冲是由主器件驱动SCIO到高电平状态,并维持此状态600s以上形成的脉冲旌旗灯号。待机脉冲平日用来看护总线上的所有从器件进入待机模式,也可以用来提前终止一条指令的履行。在履行一条指令时,假如是第一条指令,或者要选择的从器件与上一条指令不合,或者上一条指令的履行历程发生了差错,本条指令的履行都必须从孕育发生待机脉冲开始。

(2)TSS旌旗灯号

TSS旌旗灯号是由主器件驱动SCIO到高电平状态,并维持此状态10s以上形成的脉冲旌旗灯号。在一条指令成功履行之后,若还要履行下一条指令来对同一个从器件进行操作,则后一条指令履行历程的第一步只需孕育发生一个TSS旌旗灯号,而不必要再孕育发生待机脉冲。这样,通信效率会更高。

1.3.2 特殊功能字节帧

(1)肇端头

肇端头用来使从器件进入正常事情模式,并同步从器件内的时钟。肇端头由5s以上的持续低电平脉冲和紧跟其后的8位编码“01010 101”组成。所有的从器件都可以从肇端头中获知位周期的是非,并以此为依据调剂内部时钟,实现主从同步。肇端头之后的主应答位应为MAK,从应答位正常环境应为NoSAK。

(2)地址帧

地址帧用于选择总线上特定的从器件进行通信。从器件地址有8位和12位两种类型,由4位系列码和4位或8位从器件码组成。8位地址的传输只需一个地址帧,正常环境,其应答序列由MAK和SAK组成。12位地址的传输必要两个字节帧:高地址字节帧和紧跟其后的低地址字节帧。正常环境,低地址字节帧中的应答序列应该由MAK和SAK组成,高地址字节帧中的应答序列则由MAK和NoSAK组成。

(3)指令帧

指令帧用于传送指令,由指令编码和应答序列组成。f66永乐国际直达ag85856指令及其编码往各类UNI/O从器件中定义。指令帧中的主应答位应根据指令是否要求传输其他数据字节确定。当指令要求传输其他数据字节时,该位为MAK,否则为NoMAK。从应答位正常环境下为SAK。

1.3.3 UNI/O总线的敕令序列

图3所示的是用于履行8位地址从器件指令的敕令序列。此中字节帧的数量在总线规范中未进行限定,只要前一个字节帧中的主应答位为MAK就表示期望传输下一个字节帧。不过,字节帧的f66永乐国际直达ag85856实际数量必须相符从器件指令的应用规范。在此条件下,可以由用户法度榜样根据其功能抉择。用于履行12位地址从器件指令的敕令序列如图4所示。

2 UNI/O从器件与单片机的接口设计

11XXX系列EEPROMMicrochip技巧公司最新推出的、支持UNI/O总线协议的存储器产品。下面就以该存储器的应用为例,具体先容UNI/O总线系统的利用设计措施。

2.1 硬件设计

图5给出了11XXX系列EEPROM与单片机的接口道理图。图中,SCIO引脚上接一个20 k的上拉电阻是为了确保总线在上电/掉落电序列时代以及未被驱动时处于余暇状态。VCC和VSS之间接入一个0.1F的去耦电容是为了滤除VCC上的噪声。

2.2 软件设计

2.2.1 UNI/O存储器11XXX的操作指令

11XXX系列存储器共有9条操作指令,其指令编码和功能描述如表1所列。

2.2.2 UNI/O存储器11XXX的高档特点

11XXX器件除了具有EEPROM存储器的基础特点、支持UNI/O总线协议外,还有以下高档特点。这些高档特点也是编写接口法度榜样的基础依据。

(1)内置了一个状态寄存器

状态寄存器可以用来供给状态信息和片内数据的保护节制。其各位的功能定义如下:

①Bit0。为写进行位WIP,用于注解11XXX是否忙于写操作。当它为1时,注解正在进行写操作;为0时,注解没有进行写操作。此位只读。要编写高效率的写存储阵列法度榜样,可采纳WIP查询来及时检测写周期的停止。

②Bit1。为写使能存器位WEL,用于注解写使能锁存器的状态。当它为1时,锁存器容许存储阵列无保护块和状态寄存器的写入操作;当置为0时,禁止写入操作。只能应用WREN指令来将此位置1,但会在上电或成功履行了以下指令之一时复位。这些指令包括:WRDI、WRSR、WRITE、SETAL和ERAL。

③Bit2~Bit3。是块保护位BP0和BP1,用于注解当前哪些块被写保护。这些位可以由用户经由过程WRSR指令进行设置。这些位长短易掉性的。表2给出了使用BP0和BP1对存储器进行分块保护的规划。

④Bit4~Bit7。为无关位,读出时为0。

(2)包孕一个读操作地址指针

在f66永乐国际直达ag85856进行存储阵列读操作时,渎操作地址指针会在每个字节发送后自动指向原地址加1的存储单元。当到达最高地址时,假如主器件仍旧发出MAK选择继承读取,则地址指针的值会翻转f66永乐国际直达ag85856回到0x00地址处。在上电后,读地址指针会维持上一次造访的存储单元的地址。

(3)支持页写功能

用WRITE指令可以向指定地址的存储单元或者指定地址开始的存储器区域写入内容随意率性的数据。不过,在写多个存储单元时,必须限定在单个物理页面内写。物理页界限从页大年夜小(16字节)整数倍的地址开始,停止于页大年夜小的整数倍减1的地址。假如WRITE指令试图超过物理页界限进行,其结果是将越过页界限的数据写回到当前页的开始,即覆盖先前存储的数据,而不会准期望的那样写到下一贞。

2.2.3 UNI/O存储器11XXX的读写法度榜样

上电之后,因为11XXX处在关断模式,而且总线处于高电平余暇状态,以是主器件必须先在SCIO上孕育发生一个高到低再到高的脉冲,使11XXX从关断模式退出进入余暇模式,这样11XXX才能按照敕令序列所规定的流程相应总线上的其他旌旗灯号,接管主器件发来的指令,并按指令要求完成规定的操作。

(1)写法度榜样流程

图6是写存储阵列中未保护区块的法度榜样流程。图中发送指令的操作可经由过程调用发送指令子法度榜样来完成。图7给出了发送指令法度榜样流程。要写存储阵列中受保护的区块,只需在履行WREN指令之前,用WRSR指令对BP0、BP1进行响应的设置,以暂时解除待写区块的保护,并在法度榜样的着末再用WRSR指令对它们进行规复即可。要全地址空间置1或擦除,必须先解除对全部存储阵列的保护并使能写操作,再发送SETAL或ERAL指令,指令发送之后用NoMAK来启动内部写操作,内部操作完成之后规复对存储阵列的保护即可。

(2)读法度榜样流程

随机读存储阵列的法度榜样流程是:先发送READ指令,再发送待读单元地址。先高地址字节,后低地址字节。然后,从器件就会将该地址中的数据送到总线上,主器件收到第一个数据字节后,若还要读取更多的数据,可以发送应答旌旗灯号MAK。之后,从器件用SAK应答,并送出下一个数据字节。若要停止读操作,主器件只要发送NoMAK即可。

要从存储阵列确当前位置读取数据可用CRRD指令来进行操作,其法度榜样流程除了不必要传送存储器单元地址外,另外操作步骤与READ相同。

结语

UNI/O总线只有一根旌旗灯号线,对I/O端口的占用起码,可有效地减小嵌入式系统的体积并低落产品资源,具有广阔的利用前景。

责任编辑:gt

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