АДАПТЕР ДЛЯ ИМС ПАМЯТИ pVIICROWIRE EEPROM 93Схх К ПРОГРАММАТОРУ NM9215

January 17, 2011 by admin Комментировать »

набор NM9216/3

В некоторых интегральных микросхемах (ИМС) микроконтролле-

ров, имеющих только встроенную оперативную память данных SRAM, возможность сохранить записанную в нее информацию реализуется лишь при использовании резервного источника питания, что влечет за собой не только усложнение конструкции устройства, но и необходи- I мость периодического контроля напряжения резервного источника. В I Ьротивном случае возможна потеря содержимого памяти данных, пос- I вдальку она является энергозависимой.

В современных микроконтроллерах (например, AVR) эта проблема I ‘решена с помощью внутренней энергонезависимой памяти данных, на- 11зываемой EEPROM. Но и ее может не хватить, если разрабатывается I сложная микропрограмма управления, которая способна оперировать как с параметрами, заданными пользователем устройства, так и сама

формировать переменные или массивы переменных, используемые за-

тем самой же программой. Сравнительно небольшой объем EEPROM I можно объяснить жестким нормированием свободного места на крис- Италле, а также и некоторыми технологическими ограничениями при 1 производстве подобных микроконтроллеров. Помимо этого, количест- I во циклов стирание/запись EEPROM любого микроконтроллера I обычно не превышает 100000.

Для выхода из подобной ситуации можно применять наряду с I EEPROM или же вместо нее внешние микросхемы памяти фирмы Microchip. Достоинством подобных микросхем является организован­ный в них последовательный механизм обмена данными с микроконт- J роллером посредством трех независимых линий Microwire. Благодаря

этому число задействованных выводов минимально, что дало возмож­ность выполнить микросхемы этой серии в малогабаритном, 8-вывод-

I ном корпусе. Объем памяти таких микросхем может достигать | 2 Кбайт, а число циклов стирание/запись — цифры 10000000, что на I два порядка выше числа подобных циклов для EEPROM микроконт- I роллеров! Срок хранения записанной в памяти ИМС информации от 40 до 200 лет, в зависимости от типа микросхемы.

Микросхемы памяти серии 93Схх, поддерживающие Microwire – последовательный протокол обмена данными, могут быть запрограмми­рованы как самим микроконтроллером по последовательному каналу, так и с помощью автономного программатора, например универсального программатора NM9215. Для этого необходимо иметь специальныл адаптер для подключения микросхемы памяти к программатору. Такой адаптер можно легко изготовить, используя набор NM9216/3.

Краткое описание адаптера для микросхем памяти

Внешний вид собранной платы адаптера и его монтажная схема по казаны на Рис. 1 и Рис. 2.

Рис. 2. Расположение элементов на плате адаптера для микросхем памяти серии 93Схх

Адаптер предназначен для программирования микросхем памяти серии 93Схх фирмы Microchip, поддерживающих Microwire — после­довательный протокол обмена данными: 93С06, 93С46, 93С56, 93С66, 93С76, 93С86.

К разъему ХР1, расположенном на адаптере NM9216-3, подключа­ется 10-контактный интерфейсный шлейф для соединения с базовым блоком NM9215. По нему осуществляется обмен данными между ком­пьютером и микросхемой памяти.

Некоторые сведения

и сравнительные характеристики

микросхем памяти серии ЭЗСхх фирмы Microchip

Микросхемы энергонезависимой памяти серии ЭЗСхх выполнены по КМОП-технологии, то есть потребляют мало энергии. Это важно при создании мобильной электронной аппаратуры, требующей бата­рейного или аккумуляторного питания.

Формат блока данных при последовательном обмене информацией 1между микросхемой памяти и управляющим устройством, например микроконтроллером или программатором, может составлять 8 или 16 бит в зависимости от конкретной микросхемы памяти.

Микросхемы памяти семейства ЭЗСхх, описанные в рамках этой статьи, автоматически синхронизируют работу в режимах стирания и [записи данных, позволяют без вмешательства извне осуществлять сти­рание записанной ранее информации в процессе записи новой, содер­жат электронную схему защиты данных при включении и выключении [питания микросхемы.

Для организации последовательного интерфейса обмена данными между микросхемой памяти и программатором используются три ли­нии: Data in — линия, позволяющая передавать на хранение необходи­мые данные, Data out — линия, позволяющая выводить из микросхемы памяти хранимую в ней информацию, и CLK — линия, синхронизиру­ющая во времени работу первых двух линий.

Режимы работы микросхем памяти серии ЭЗСхх

Микросхемы памяти семейства ЭЗСхх могут работать в семи раз­личных режимах, которые вкратце будут рассмотрены. Для активации режимов, после выборки микросхемы, по входу DI необходимо пере­дать информацию, формат которой можно представить следующим об­разом: код операции (нужного режима), адрес (если необходимо), би­ты данных (если необходимо).

Режим стирания записанной ранее информации ERASE

Эта функция заставляет микросхему стереть все биты данных, за­писанные по определенному адресу, переводя их в состояние логиче­ской единицы. Активация режима происходит после последователь­ной передачи по линии DI кода операции ERASE и нужного адреса.

Режим стирания всех данных, записанных в микросхеме ERASE ALL (ERAL)

При выполнении этой функции происходит стирание всего масси­ва данных в микросхемы путем занесения во все ячейки памяти логи­ческой единицы. Активировать этот режим можно, послав по линии DI код операции ERASE ALL (ERAL).

Режимы звпрета и разрешения стирвния/записи данных ERASE/WRITE DISABLE и ENABLE (EWOS/EWEN)

После того как микросхема памяти подключена к источнику пита­ния, по умолчанию происходит активация режима ERASE/WRITE DISABLE (EWDS). Все режимы, в которых происходит запись инфор­мации в EEPROM, могут работать только после активации ERASE/WRITE ENABLE (EWEN). Как только эта инструкция вы­полнена, можно производить программирование до тех пор, пока снова не активизирован режим EWDS или же не будет отключено напряже­ние питания.

Чтобы уберечь себя от случайной порчи данных, записанных в па­мять микросхемы, инструкция EWDS должна активироваться после любой операции, связанной с записью или стиранием данных. Режимы EWDS и EWEN никак не влияют на чтение данных из памяти микро­схемы.

Режим чтения данных из памяти READ

При активизации этого режима происходит последовательное чте­ние данных из памяти микросхемы. Для инициализации этой функции необходимо по линии DI послать код операции READ, а затем началь­ный адрес, с которого необходимо начать считывание данных.

Последовательное чтение информации в любой момент может быть прекращено подачей на микросхему запрещающего сигнала.

Режим записи данных WRITE

Этот режим позволяет записать данные в энергонезависимую па­мять микросхемы по указанному адресу. Для реализации режима WRITE на вход DI необходимо подать последовательность, состо­ящую из кода операции записи, адреса, по которому необходимо запи­сать данные и последовательность битов данных.

[режим записи данных WRITE ALL (WRAL)

Данный режим предназначен для заполнения всего массива памя­ти микросхемы битами данных, указанными в команде. Для выполне­ния команды WRAL по линии DI необходимо передать сначала код этой операции, затем биты данных, которыми последовательно запол­няется вся область памяти микросхемы.

Реализация защиты микросхем памяти серии ЭЗСхх от случайного стирания

Микросхемы этой серии можно защитить от случайного стирания записанной в них информации как аппаратно, так и программно.

Аппаратный способ защиты реализуется просто: если значение на­пряжения питания микросхемы ниже типового, то все вышеперечис­ленные режимы работы запрещены.

Программный способ защиты данных уже был частично рассмот­рен выше, когда рассматривалось действие команд EWDS и EWEN, умелое сочетание которых делает защищенной всю информацию от случайного стирания или же записи новых данных. Однако следует об­ратить внимание на тот факт, что для эффективной защиты данных ко­манда EWDS должна быть выполнена после каждого цикла записи или стирания.

Сравнительные характеристики микросхем серии ЭЗСхх

Самыми простыми представителями серии можно назвать микро­схемы 93С06 и 93С46. Полный объем памяти микросхем, который можно заполнить данными для 93С06, составляет всего лишь 256 бит, а для 93С46 — 128 байт, что уже сравнимо с памятью некоторых мик­роконтроллеров. Память любой из микросхем организована из отде­льных ячеек, разрядность которых одинакова и равна количеству би­тов данных, записываемых в микросхему памяти либо читаемых из нее. У 93С06 и 93С46 организация памяти соответственно 16×16 бит и 64×16 бит1). Это означает, что у первой микросхемы есть 16 доступных для чтения/записи данных 16-разрядных ячеек энергонезависимой па­мяти, а у второй — 64 аналогичных ячейки. Поэтому читаемая или за­писываемая информация (данные) будет также иметь 16-битный фор­мат. Значение напряжения питания микросхем соответствует уровню логической единицы ТТЛШ-логики, что удачно вписывает их в циф­ровые электронные схемы.

" Это произведение определяет значение, равное полному объему энергонезависи­мой памяти ИМС.

Средний срок хранения записанной информации составляет 40 лет, однако это далеко не предельная цифра. Время выполнения ко­манд микросхемами 93С06 и 93С46 варьируется от 1 до 15 мс, в зави­симости от выполняемой операции.

Микросхема памяти 93С56 отличается от 93С06 и 93С46 большим объемом памяти, равным 256 байт. Особенностью 93С56 является воз­можность ее работы либо с 8-, либо с 16-разрядными данными. В пер­вом случае в распоряжении имеется 256 ячеек энергонезависимой па­мяти, во втором — 128.

Работать как в 8-, так и в 16-разрядном режиме позволяет лишь микросхема 93С56С. Конфигурировать память можно, подавая соот­ветствующий логический сигнал на управляющий вход микросхемы ORG. ИМС 93С56А работает только с 8-разрядными, а 93С56В — только с 16-разрядными данными.

Помимо этого, микросхема 93С56, в отличие от 93С06 и 93С46, обеспечивает срок хранения записанной в память информации не ме­нее 200 лет! Время выполнения основных операций составляет от 2 до 15 мс. В остальном 93С56 не отличаются от микросхем 93С06 и 93С46.

Микросхемы 93С66 имеют еще больший объем памяти, равный 512 байт. По этому показателю они уже способны конкурировать с EEPROM микроконтроллеров. В 93С66А реализована 8-разрядная ор­ганизация памяти. Здесь в распоряжении имеется целых 512 восьми­разрядных ячеек памяти, которые можно адресовать как при чтении, так и при записи данных. В 93С66В используется 16-разрядная орга­низация, однако ячеек памяти в два раза меньше. Довольно универ­сальна ИМС 93С66С. Выбирая логический уровень на ее входе ORG. можно управлять организацией памяти так же, как и в случае с 93С56С. Но при изменении разрядности одновременно меняется и число ячеек памяти, поскольку общий объем памяти микросхемы не­изменен.

Что касается функциональности и времени выполнения команд, используемых при работе с микросхемами 93С66А, 93С66В и 93С66С, то они аналогичны микросхемам 93С56.

Несколько отличаются микросхемы памяти 93С76 и 93С86 от сво­их более ранних предшественников. Полный объем их энергонезави­симой памяти значительно увеличен. В 93С76 он достигает значения 1 Кбайт, а в 93С86 — 2 Кбайт, что сопоставимо с программной памятью отдельных микроконтроллеров. Подобно предыдущим версиям мик­росхемы 93С76 и 93С86 могут работать в 8- и 16-разрядном режиме ор­ганизации памяти. При этом для микросхемы 93С76 при 8-разрядной организации можно работать с 1024 ячейками памяти, а при 16-разряд- ной — с 512 ячейками памяти. У микросхемы 93С86 число использу­емых ячеек памяти будет в два раза больше.

Увеличение общей памяти привело к ухудшению быстродействия микросхем 93С76 и 93С86 в два раза. Оно составляет, в зависимости от выполняемых операций, 10…30 мс. Зато количество циклов стира­ния/записи данных на порядок больше, чем у рассмотренных выше микросхем.

Сборка адаптера

для микросхем памяти серии ЭЗСхх

Перед сборкой адаптера для микросхем памяти серии ЭЗСхх вни­мательно ознакомьтесь с приведенными в начале этой книги рекомен­дациями по монтажу электронных схем. Это поможет избежать порчи печатной платы и отдельных элементов схемы. Перечень элементов набора приведен в Табл. 1.

Таблица 1. Перечень элементов набора NM9216/3

Позиция

Характеристика

Наименование и/или примечание

Кол-во

С1…СЗ

0.1 мкФ

Конденсатор, 104 — маркировка

3

DD2

DIP-8

Колодка узкая

1

ХР1

PLS-40R

Разъем штыревой, угловой, 10-контактный

1

А9216/3

27×25 мм

Плата печатная

1

Места расположения элементов на плате адаптера для микросхем памяти и линии его подключения к базовому блоку показаны на Рис. 2. Отформуйте выводы элементов, установите элементы на плату и припаяйте их выводы; при этом установите сначала малогабаритные, затем все остальные элементы. Собранную плату лучше разместить в подходящем корпусе, который защитит плату от внешних воздействий и придаст конструкции завершенный вид. Корпус можно подобрать в каталоге наборов МАСТЕР КИТ, помещенном в конце этой книги.

Перед самым первым включением собранного адаптера необходи­мо произвести визуальную проверку монтажа. Далее запустите необ­ходимую интерфейсную программу и следуйте инструкции по работе с ней. Возникающие при сборке проблемы можно обсудить на конфе­ренции сайта http://www.masterkit.ru, а вопросы можно задать по ад­ресу: infomk@masterkit.ru.

Наборы NM9215 и NM9216/3, а также и другие наборы из каталога МАСТЕР КИТ можно приобрести в магазинах радиодеталей или на радиорынках.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты