西安工业大学毕业设计（论文） 页面写可以一次写入整页（256B）的数据。而且由于没有写延时，数据写入速度很快（一般为us级），特别是在页面写的时候，不需要数据缓冲，可以一次写入256B的数据，真正实现页面写，这是其他E2PROM做不到的，比如AT24C16，在页面写的时候，每次最多能写入16B数据。
FM24C16的写操作时序中可分为起始位（START）、数据位、从应答位、停止位（STOP），其中，从应答位（因为FM24C16为从器件，MCU为主器件，所以称为从应答）是FM24C16在每接收一个字节数据后发出的应答信号，是检验数据写入是否成功的惟一标志。写入过程为：MCU通过SDA，SCL发出起始位，然后从SDA输出从器件固定地址位(1010)，再输出3 B页选择位（选择写入数据到FM24C16的哪一页），再输出写控制位0（读为1，写为0），然后接收来自FM24C16的从应答位，如果没有收到从应答，则退出操作。在接收到从应答后，MCU从SDA串行输出8位FM24C16字节地址以确定写入数据的字节单元，并在收到从应答后发送1 B数据写入到FM24C16，然后等待从应答信号确认数据写入成功。如果是字节写，则由MCU发出停止位，结束写操作。如果是页面写，MCU输出第2个字节数据，FM24C16判断出MCU要继续写入数据后，自动使其内部的地址指针加1，并把数据写入到加1后的字节单元，然后给出从应答，MCU就继续写入数据到FM24C16。页面写操作时，当地址指针到7FH（页尾地址）单元的时候，在下一个写入周期时自动翻转到00H，写入的数据覆盖掉00H单元原来的数据。
FM24C16读操作比写操作较为复杂，相应也可以分为2种：字节读和页面读，相应于字节写和页面写，两种读的功能也是单字节和整页的区别。读操作的另一种分法可分为：立即读和任意读（包括连续读），其区别在于立即读是在写入数据后马上读数，而任意读和连续读则是随时读，所以，在他们操作时，必须先执行伪写，然后再读数。所谓伪写，是指执行写操作到写入数据之前，其目的是确定要读出的字节单元地址。下面对任意读的操作过程给予说明：执行写操作到写入数据前，也就是在收到输入字节单元地址后的从应答后，MCU再发送起始位，然后发送从器件固定地址（1010）、3B页选择位和读控制位1，在收到从应答后，MCU从FM24C16里面读出1 B的数据。如果只读1 B的数据，则MCU发送一个无需应答信号，然后发送停止位结束读操作。如果是页面读，MCU就发一个主应答信号，继续读下一个字节数据，直到读出最后一个字节数据后，MCU发出无需应答信号和停止位结束读操作。
在对FM24C16进行读、写操作的过程中，应该注意以下2个问题：
●时序问题，这主要是指SDA，SCL的高低电平的时序。如果在读、写过程中时序不对或者不稳定，都会引起读、写失败，所以为了保证稳定，可以在程序中适当加入NOP语句延时，但不要过多，以免影响读、写速度。
●SDA数据只能在SCL为低期间变化，在SCL为高期间，SDA数据要保持不变，否则会被错误地认为是控制位而不是数据位，导致读、写失败。 3.3.11报警电路
当P2.7电平置高，NPN三极管导通，发光二极管会亮同时蜂鸣器也会响。当压力大于一个设定值会产生一个高电平使得蜂鸣器响。报警电路如图3.9所示:
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图3.9报警电路
3.3.12复位电路
工控系统在运行时，通常都会遇到各种各样的现场干扰，抗干扰能力是衡量工控系统性能的一个重要指标。看门狗(Watchdog)电路是自行监测系统运行的重要保证，几乎所有的工控系统都包含看门狗电路。在8096系列单片机和增强型8051系列单片机中，该系统已经做在芯片内部，用户只要用软件开放它就可以，使用很方便。但目前工控系统仍在使用廉价的普通型8051系列单片机，则看门狗电路必须由用户自己建立。 看门狗电路一般有软件看门狗和硬件看门狗两种。软件看门狗不需外接硬件电路，但系统需要出让一个定时器资源，这在许多系统中很难办到，而且若系统软件运行不正常，可能导致看门狗系统也瘫痪。硬件看门狗是真正意义上的“程序运行监视器”，如计数型的看门狗电路通常由555多谐振荡器、计数器以及一些电阻、电容等组成，分立元件组成的系统电路较为复杂，运行不够可靠。
看门狗(Watchdog)电路是嵌入式系统需要的抗干扰措施之一。本文用X25045芯片设计了一种新的看门狗电路，具有体积小、占用I/O口线少和编程方便的特点，可广泛应用于仪器仪表和各种工控系统中。 （1）X25045芯片简介： X25045是美国Xicor公司的生产的标准化8脚集成电路，它将EEPROM、看门狗定时器、电压监控三种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单片机外围芯片。X25045引脚如图3.10所示：
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图3.10X25045引脚图
（2）X25045芯片引脚功能如下：
CS：片选择输入；
SO：串行输出，数据由此引脚逐位输出；
SI：串行输入，数据或命令由此引脚逐位写入X25045；
SCK：串行时钟输入，其上升沿将数据或命令写入，下降沿将数据输出；
WP：写保护输入。当它低电平时，写操作被禁止； Vss：地；
Vcc：电源电压；
RESET：复位输出。
X25045在读写操作之前，需要先向它发出指令，指令名及指令格式如表3.13所示。
表3.13X25045指令名及指令格式
指令名 WREN WRDI RDSR WRSR READ WRITE
指令格式 00000110 00000100 00000101 00000001 0000A8011 0000A8010
操作
设置写使能锁存器（允许写操作） 复位写使能锁存器（禁止写操作） 读状态寄存器 写状态寄存器
把开始于所选地址的存储器中的数据读出 把数据写入开始于所选地址的存储器
（3）X25045看门狗电路设计：
X25045硬件连接图如图3.11所示。X25045芯片内包含有一个看门狗定时器，可通过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动，则X25045将从RESET输出一个高电平信号，经过微分电路C6、R20输出一个正脉冲，使CPU复位。图3.11电路中，CPU的复位信号共有3个：上电复位(C5、R19)，人工复位(S、R18、R19)和Watchdog复位(C6、R20)，通过或门综合后加到RESET端。C1、R10的时间常数不必太大，有数百微秒即可，因为这时CPU的振荡器已经在工作。
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图3.11看门狗电路
看门狗定时器的预置时间是通过X25045的状态寄存器的相应位来设定的。如表3.14所示，X25045状态寄存器共有6位有含义，其中WD1、WD0和看门狗电路有关，其余位和EEPROM的工作设置有关。
表3.14X25045状态寄存器
D7 X
D6 X
D5 WD1
D4 WD0
D3 BL1
D2 BL0
D1 WEL
D0 WIP
WD1＝0，WD0=0，预置时间为1.4s。 WD1＝0，WD0=1，预置时间为0.6s。 WD1＝1，WD0=0，预置时间为0.2s。 WD1＝1，WD0=1，禁止看门狗工作。
看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比系统正常工作时最大循环周期的时间略长即可。编程时，可在软件的合适地方加一条喂狗指令，使看门狗的定时时间永远达不到预置时间，系统就不会复位而正常工作。当系统跑飞，用软件陷阱等别的方法无法捕捉回程序时，则看门狗定时时间很快增长到预置时间，迫使系统复位。 3.3.13串行口电路
（1）MAX232资料简介：
该产品是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口RS232电平是-10V- +10V，而一般的单片机应用系统的的信号电压是TTL电平0- +5V，
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西安工业大学毕业设计（论文） MAX232就是一种把电脑的串行口RS232电平转换为单片机所用到的TTL信号电平的芯片。该器件包含2个驱动器，2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。
该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5V TTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。 （2）MAX232芯片特点： ●单5V电源工作
●LinBiCMOSTM工艺技术 ●两个驱动器及两个接收器
●±30V输入电平
●低电源电流：典型值是8mA ●符合甚至优于ANSI标准EIA/TIA-232-E及ITU推荐标准V.28 ●ESD保护大于MIL-STD-883(方法3015)标准的2000V
MAX232芯片如图3.12所示：
图3.12MAX232芯片图
RS232引脚功能如表3.15所示：
表3.15RS232引脚功能
引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9
符号 DCD RXD TXD DTR SG DSR RTS CTS RI
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功能 载波检测 接收数据 发送数据 数据终端就绪 信号接地 数据准备就绪 请求发送 清除发送 振铃提示
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