美國XICor公司生產的Z25165芯片是集看門狗、電壓監(jiān)控和串行EEPROM三項功能于一體的集成電路產品。該芯片的應用將有利于簡化單片機系統(tǒng)的結構，降低系統(tǒng)的成本，減少對電路板的空間需求，增加系統(tǒng)的可靠性。

1 芯片簡介

X25165的引腳排列如圖1所示，各引腳功能說明如表1所列。

X25165使用簡單的三線總線串行外設接口（SPI），對芯片進行操作的所有操作碼、字節(jié)地址及寫入的數據均從SI引腳輸入，寫入數據在串行時鐘（SCK）的上升沿被鎖存，從芯片讀取的數據從SO引腳串行移出，并在串行時鐘的下降沿輸出數據。

芯片的看門狗定時器和VCC電壓監(jiān)視器都對微處理器提供獨立的保護，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，只要看門狗定時器達到其可編程的超時極限，RESET引腳立即自動產生一個持續(xù)200ms的高電平復位信號。當電源電壓Vcc降到4.5V以下時，RESET引腳立即自動產生主電平復位信號，并一直保護到電源電壓恢復正常。在系統(tǒng)電源上電或掉電時，RESET引腳也立即自動產生一個高電平復位信號。這樣，就能有效地防止系統(tǒng)死機、數據誤寫及誤操作等故障現象的發(fā)生。

X25165芯片內部有2k×8位的串行EEPROM，每個字節(jié)可以擦寫10萬次以上，內部數據可以保存100年以上。應用時，可以通過編程對指定的塊進行鎖定，以防止由于誤操作等原因破壞保存的數據。

2 工作原理

2.1 指令

X25165共有七條指令（見表2），對芯片的所有操作都需要通過對指令寄存器寫命令來完成，所有的指令、地址、數據均以高位在前的方式（MSB）串行傳送。

2.2 狀態(tài)寄存器

X25165內有一個八位狀態(tài)寄存器，在任何時候都可以通過RDSR指令來讀取狀態(tài)寄存器的內容，也可以通過WREN，SFLB，WRSR等指令來設置狀態(tài)寄存器中的某些位。狀態(tài)寄存器的格式如下：

FLB：只讀位，指示一個易失位的狀態(tài)，可用SFLB和RFLB指令進行置位和清零，上電時該位自動清零；

WPEN：為非易失位，可用WRSR指令進行編程，該位和WP引腳配合使用能以編程方式實現對硬件的寫保護（見表5）。當WP引腳為低電平且WPEN位被置位時，所有狀態(tài)寄存器的寫操作被禁止。

3 芯片應用

3.1 硬件接口電路

在一個8051單片機系統(tǒng)中可按照圖2的連接方式使用該芯片。

3.2 軟件接口設計

根據圖2的連接方式，筆者編寫了七個實用的應用接口程序，供大家參考。

a.串行輸出了程序

將累加器A中的數據按照高位在前的順序（MSB）串行輸出至X25165芯片中。

WD-OUTB：MOV R7，#08H；有8位數據要傳輸

WD-OUTB1：CLR P1.2；使SCK為低電平

RLC A ；將輸出位移入C

MOV P1.1，C；進位位移入SI

SEIB P1.2；使SCK位為高電平

DJNZ R7，WD-OUTB1；判斷循環(huán)是否結束

CLR P1.1；清SI

RET

b.串行輸入子程序

將1字節(jié)的數據按照高位在前的順序（MSB）從X25165中串行讀入累加器A中。

WD-INB：MOV R7，#08H；有8位數據要接收

WD-INB1：SETB P1.2；產生SCK脈沖

CLR P1.2 ；

MOV C， P1.0 ；S0移入進位位C

RLC A ；累加器A帶進位位去移

DJNZ R7， WD-INB1；判斷循環(huán)是否結束

RET

c.讀狀態(tài)寄存器子程序

用于從X25165中讀狀態(tài)寄存器內容，讀出的內容存放在A中。

WD-RD-SR：CLR P1.2 ；使SCK為低電平

CLR P1.3 ；芯片選擇CS有效

MOV A，#05H ；RDSR指令送累加器A

LCALL WD-OUTB ；輸出RDSR指令

LCALL WD-INB ；讀取狀態(tài)寄存器內容

CLR P1.2 ；使SCK為低電平

SETB P1.3 ；芯片選擇CS無效

RET

d.寫狀態(tài)寄存子程序

該子程序可以設置塊保護地址范圍和可編程看門狗定時器超時周期。子程序中需要先使片選信號有效，然后用WREN指令設置寫使能鎖存器，8位指令輸出后必須將片選信號拉高，這樣才能使命令生效。同樣，數據輸出完成后也必須將片選信號拉高。

WD-WR-SR：CLR P1.2 ；使SCK為低電平

CLR P1.3 ；芯片選擇CS有效

MOV A， #06H ；WREN指令送累加器A

LCALL WD-OUTB ；輸出WREN指令

SETB P1.3 ；使CS為高電平

CLR P1.3 ；芯片選擇CS有效

MOV A，#01H ；WRSR指令送累加器A

LCALL WD-OUTB ；輸出WRSR指令，置狀態(tài)寄存器

MOV A，#10H；無塊保護，超時周期；800ms

LCALL WD-OUTB ；輸出狀態(tài)寄存器內容

CLR P1.2 ；使SCK為低電平

SETB P1.3 ；使CS為高電平

RET ；

e.讀存儲單元內容子程序

從X25165的串行EEPROM中讀指定單元內容，需要先發(fā)送READ指令和16位地址，指定地址單元的數據在SCK脈沖的作用下就會從S0引腳依次移出。

WD-RD-DATA：CLR P1.2 ；使SCK為低電平

CLR P1.3 ；芯片選擇CS有效

MOC A，#03H ；READ指令送累加器A

LCALL WD-OUTB；輸出READ指令

MOV A，DPH；高位地址送累加器A

LCALL WD-OUTB ；輸出高位地址

MOV A，DPL ；低位地址送累加器A

LCALL WD-OUTB ；輸出低位地址

LCALL WD-INB ；讀?。―PTR）單元的數據

MOV R4，A ；數據送R4

LCALL WD-INB ；讀?。―PTP+1）單元的數據

MOV R5，A ；數據送R5

CLR P1.2 ；使SCK為低電平

SETB P1.3 ；芯片選擇CS無效

RET

f.寫存儲單元內容子程序

該子程序向芯片內EEPROM的指定起始地址寫入數據，與寫狀態(tài)寄存器子程序一樣，程序中需要先輸出WREN指令設置寫使能鎖存器。然后，按高位在前的順序輸出存放于DPTR中的16位地址和存放于R5、R4中的16位數據。最后，要循環(huán)檢測狀態(tài)寄存器的WIP位，直到芯征內容的寫操作完成，以確保數據被安全可靠地寫入芯片。

WD-WR-DATA：CLR P1.2 ；使SCK為低電平

CLR P1.3 ；芯片選擇CS有效

MOV A，#06H ；WREN指令送累加器A

LCALL WD-LUTB ；輸出WREN指令

SETB P1.3 ；使CS為高電平

CLR P1.3 ；芯片選擇CS有效

MOV A，#02H ；WRITE指令送累加器A

LCALL WD-OUTB ；輸出WRITE指令

MOV A，DPH ；輸出高8位地址

LCALL WD-OUTB ；

MOV A，DPL ；輸出低8位地址

LCALL WD-OUTB ；

MOV A， R4 ；輸出低8位數據

LCALL WD-OUTB ；

MOV A，R5 ；輸出高8位數據

LCALL WD-OUTB；

CLR P1.2 ；使SCK為低電平

SETB P1.3 ；使CS為高電平

WD-WIP-POLL：LCALL WD-RD-SR ；讀狀態(tài)寄存器

JB ACC.0， WD-WIP-POLL

；檢測WIP位

RET

g.看門狗定時器復位子程序

只要在設定的看門狗定時器超時周期以內執(zhí)行子程序并向芯片的CS引腳發(fā)送一個下降沿，看門狗就不會產生復位輸出信號。

WD-EAT：SETB P1.3 ；

CLR P1.3 ；產生CS下降沿脈沖

SETB P1.3 ；

RET

筆者在設計車輪徑軸向位移檢測儀時使用了X25165芯片，從而簡化了系統(tǒng)結構，降低了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性，使用過程中保存的數據從未發(fā)生丟失現象，使用結果令人滿意。