關(guān)鍵詞：看門狗； 8051 ；微控制器；X5045

    X5045是一種集看門狗、電壓監(jiān)控和串行EEPROM 三種功能于一身的可編程電路。這種組合設(shè)計減少了電路對電路板空間的需求。

    X5045中的看門狗對系統(tǒng)提供了保護功能。當系統(tǒng)發(fā)生故障而超過設(shè)置時間時，電路中的看門狗將通過RESET信號向CPU 作出反應(yīng)。X5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。它所具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護系統(tǒng)免受低電壓的影響，當電源電壓降到允許范圍以下時，系統(tǒng)將復(fù)位，直到電源電壓返回到穩(wěn)定值為止。X5045的存儲器與CPU 可通過串行通信方式接口，共有4096個位，可以按512 x 8個字節(jié)來放置數(shù)據(jù)。

    1 引腳介紹

    X5045的管腳排列如圖1 所示，它共有8個引腳，各引腳的功能如下：

    CS ：電路選擇端，低電平有效；                       

    SO ：串行數(shù)據(jù)輸出端；

    SI ：串行數(shù)據(jù)輸入端；

    SCK：串行時鐘輸入端；

    WP ：寫保護輸入端，低電平有效；

    RESET ：復(fù)位輸出端；

    VCC ：電源端；

    VSS ：接地端。

    2 工作原理

    2.1 上電復(fù)位

    向X5045加電時會激活其內(nèi)部的上電復(fù)位電路，從而使RESET 引腳有效。該信號可避免系統(tǒng)微處理器在電壓不足或振蕩器未穩(wěn)定的情況下工作。當VCC 超過器件的Vtrip門限值時，電路將在200ms（典型）延時后釋放RESET 以允許系統(tǒng)開始工作。

    2.2 低電壓****

    工作時， X5045對VCC 電平進行監(jiān)測，若電源電壓跌落至預(yù)置的最小Vtrip以下時，系統(tǒng)即確認RESET，從而避免微處理器在電源失效或斷開的情況下工作。當RESET 被確認后，該RESET 信號將一直保持有效，直到電壓跌到低于1V 。而當VCC 返回并超過Vtrip達200ms時，系統(tǒng)重新開始工作。

    2.3 看門狗定時器

    看門狗定時器的作用是通過****WDI輸入來****微處理器是否激活。由于微處理器必須周期性的觸發(fā)CS/WDI引腳以避免RESET 信號激活而使電路復(fù)位，所以CS/WDI引腳必須在看門狗超時時間終止之前受到由高至低信號的觸發(fā)。

    2.4 重新設(shè)置VCC 門限

    X5045/45出廠時設(shè)置的標準VCC 門限電壓為Vtrip，但在應(yīng)用時，如果標準值不恰當，用戶可以重新調(diào)整。

    2.5 SPI串行存儲器

    器件存儲器部分是帶塊鎖保護的CMOS串行EEPROM 陣列，陣列的內(nèi)部組織是x8 位。X5045可提供最少為1000,000次擦寫和100年的數(shù)據(jù)保存期，并具有串行外圍接口（SPI）和軟件協(xié)議的特點，允許工作在簡單的四總線上。

    X5045主要是通過一個8 位的指令寄存器來控制器件的工作，其指令代碼通過SI輸入端（MSB在前）寫入寄存器。表1所列為X5045的指令格式及其操作。

    2.6 時鐘和數(shù)據(jù)時序

    當CS變低以后，SI線上的輸入數(shù)據(jù)在SCK 的第一個上升沿時被鎖存。而SO 線上的數(shù)據(jù)則由SCK的下降沿輸出。用戶可以停止時鐘，然后再啟動它, 以便在它停止的地方恢復(fù)操作。在整個工作期間，CS必須為低。

    2.7 狀態(tài)寄存器

    狀態(tài)寄存器包含四個非易失性狀態(tài)位和兩個易失性狀態(tài)位�？刂莆挥糜谠O(shè)置看門狗定時器的操作和存儲器的塊鎖保護。狀態(tài)寄存器的格式如下（缺省值為00H) ：

    其中： WIP (Write-In-Progress) 位是易失性只讀位，用于指明器件是否忙于內(nèi)部非易失性寫操作。WIP 位可用RDSR指令讀出。當該位為“1”時，表示非易失性寫操作正在進行；為“0”時，表示沒有進行寫操作。

    WEL（Write Enable Latch）位用于指出“寫使能”鎖存的狀態(tài)。WEL=1時，表示鎖存被設(shè)置；WEL=0 表示鎖存已復(fù)位。WEL 位是易失性只讀位�？梢杂肳REN指令設(shè)置WEL 位；用WRDI指令復(fù)位WEL位。

    用BLO，BL1（Block Lock）位可設(shè)置塊鎖存保護的范圍。任何被塊鎖保護的存儲器都只能讀出不能寫入。這兩個非易失性位可用WRSR指令來編程，并允許用戶保護EEPROM 陣列的1/4 、1/2、全部或0。參見表2 。

    WD0、WD1（ Watchdog Timer）位用于選擇看門狗的超時周期。見表3 。

    當用CS 選中器件后，送8 位RDSR指令，并由CLK 信號觸發(fā)即可將狀態(tài)寄存器的內(nèi)容從SO 線上讀出。而在寫狀態(tài)寄存器時，應(yīng)先將CS 拉低，然后送WREN指令，再拉高CS。然后再次拉低CS，最后送入WREN指令及對應(yīng)于狀態(tài)寄存器內(nèi)容的8 位數(shù)據(jù)即可。該操作由CS 變高結(jié)束。

    WEL位及WP引腳的狀態(tài)對器件內(nèi)的存儲器及狀態(tài)寄存器各部分保護的影響如表4所列。

    3 應(yīng)用

    利用X5045可以很方便地與各類CPU 芯片進行連接。它與8031的連接電路如圖2所示。其讀/寫的程序如下：

    4 結(jié)束語

    本電路已在筆者設(shè)計的某產(chǎn)品中使用，效果令人十分滿意。實踐證明，采用該電路的數(shù)據(jù)采集局域網(wǎng)系統(tǒng)的性能穩(wěn)定可靠。X5045電路具有的多功能、反應(yīng)速度快、抗干擾能力強等特點在產(chǎn)品設(shè)計時表現(xiàn)的淋瀝盡致�？梢哉fX5045是一種性能價格比較高的電路芯片，并可非常方便地與許多常用CPU系列器件接口，非常適用于智能儀器、實時控制、微型化等場合。