набір NM9216 / 3

У деяких інтегральних мікросхемах (ІМС) мікроконтролле-

рів, що мають тільки вбудовану оперативну пам'ять даних SRAM, можливість зберегти записану в неї інформацію реалізується лише при використанні резервного джерела живлення, що тягне за собою не тільки ускладнення конструкції пристрою, а й необхід-I тість періодичного контролю напруги резервного джерела. У I Ьротівном випадку можлива втрата вмісту пам'яті даних, пос-I вдальку вона є енергозалежною.

У сучасних мікроконтролерах (наприклад, AVR) ця проблема I 'вирішена за допомогою внутрішньої незалежної пам'яті даних, на-11зиваемой EEPROM. Але і її може не вистачити, якщо розробляється I складна мікропрограма управління, яка здатна оперувати як з параметрами, заданими користувачем пристрої, так і сама

формувати змінні або масиви змінних, використовувані за-

тим самої ж програмою. Порівняно невеликий обсяг EEPROM I можна пояснити жорстким нормуванням вільного місця на крис-Італле, а також і деякими технологічними обмеженнями при 1 виробництві подібних мікроконтролерів. Крім цього, кількісно-I під циклів стирання / запис EEPROM будь-якого мікроконтролера I зазвичай не перевищує 100000.

Для виходу з подібної ситуації можна застосовувати поряд з I EEPROM або ж замість неї зовнішні мікросхеми пам'яті фірми Microchip. Перевагою подібних мікросхем є організований в них послідовний механізм обміну даними з мікроконт-J роллером за допомогою трьох незалежних ліній Microwire. Завдяки

цьому число задіяних висновків мінімально, що дало можливість виконати мікросхеми цієї серії в малогабаритному, 8-висновок-

I ном корпусі. Об'єм пам'яті таких мікросхем може досягати | 2 Кбайт, а число циклів стирання / запис – цифри 10000000, що на I два порядки вище числа подібних циклів для EEPROM мікроконт-I ролерів! Термін зберігання записаної в пам'яті ІМС інформації від 40 до 200 років, в залежності від типу мікросхеми.

Мікросхеми пам'яті серії 93Схх, підтримують Microwire – послідовний протокол обміну даними, можуть бути запрограмовані як самим мікроконтролером по послідовному каналу, так і за допомогою автономного програматора, наприклад універсального програматора NM9215. Для цього необхідно мати спеціальний адаптер для підключення мікросхеми пам'яті до програматора. Такий адаптер можна легко виготовити, використовуючи набір NM9216 / 3.

Короткий опис адаптера для мікросхем пам'яті

Зовнішній вигляд зібраної плати адаптера і його монтажна схема по казани на Рис. 1 і Рис. 2.

Рис. 2. Розташування елементів на платі адаптера для мікросхем пам'яті серії 93Схх

Адаптер призначений для програмування мікросхем пам'яті серії 93Схх фірми Microchip, що підтримують Microwire – послідовний протокол обміну даними: 93С06, 93С46, 93С56, 93С66, 93С76, 93С86.

До роз'єму ХР1, розташованому на адаптері NM9216-3, підключається 10-контактний інтерфейсний шлейф для з'єднання з базовим блоком NM9215. По ньому здійснюється обмін даними між комп'ютером і мікросхемою пам'яті.

Деякі відомості

і порівняльні характеристики

мікросхем пам'яті серії ЕЗСхх фірми Microchip

Мікросхеми енергонезалежній пам'яті серії ЕЗСхх виконані по КМОП-технології, тобто споживають мало енергії. Це важливо при створенні мобільного електронної апаратури, яка потребує батарейного або акумулятора харчування.

Формат блоку даних при послідовному обміні інформацією 1между мікросхемою пам'яті та керуючим пристроєм, наприклад мікроконтролером або програматором, може становити 8 або 16 біт у залежності від конкретної мікросхеми пам'яті.

Мікросхеми пам'яті сімейства ЕЗСхх, описані в рамках цієї статті, автоматично синхронізують роботу в режимах стирання і [запису даних, дозволяють без втручання ззовні здійснювати стирання записаної раніше інформації в процесі запису нової, містять електронну схему захисту даних при включенні і виключенні [харчування мікросхеми.

Для організації послідовного інтерфейсу обміну даними між мікросхемою пам'яті і програматором використовуються три лінії: Data in – лінія, що дозволяє передавати на зберігання необхідні дані, Data out – лінія, яка дозволяє виводити з мікросхеми пам'яті зберігається в ній інформацію, і CLK – лінія, синхронізуюча в часі роботу перших двох ліній.

Режими роботи мікросхем пам'яті серії ЕЗСхх

Мікросхеми пам'яті сімейства ЕЗСхх можуть працювати в семи різних режимах, які коротко будуть розглянуті. Для активації режимів, після вибірки мікросхеми, по входу DI необхідно передати інформацію, формат якої можна представити таким чином: код операції (потрібного режиму), адреса (якщо необхідно), біти даних (якщо необхідно).

Режим стирання записаної раніше інформації ERASE

Ця функція змушує мікросхему стерти всі біти даних, записані за певною адресою, переводячи їх у стан логічної одиниці. Активація режиму відбувається після послідовної передачі по лінії DI коду операції ERASE і потрібної адреси.

Режим стирання всіх даних, записаних в мікросхемі ERASE ALL ( ERAL )

При виконанні цієї функції відбувається стирання всього масиву даних в мікросхеми шляхом занесення в усі комірки пам'яті логічної одиниці. Активувати цей режим можна, надіславши по лінії DI код операції ERASE ALL (ERAL).

Режими звпрета і дозволу стірвнія / запису даних ERASE / WRITE DISABLE і ENABLE ( EWOS / EWEN )

Після того як мікросхема пам'яті підключена до джерела живлення, за замовчуванням відбувається активація режиму ERASE / WRITE DISABLE (EWDS). Всі режими, в яких відбувається запис інформації в EEPROM, можуть працювати тільки після активації ERASE / WRITE ENABLE (EWEN). Як тільки ця інструкція виконано, можна виробляти програмування до тих пір, поки знову не активізований режим EWDS або ж не буде вимкнено напруга живлення.

Щоб уберегти себе від випадкового псування даних, записаних в пам'ять мікросхеми, інструкція EWDS повинна активуватися після будь-якої операції, пов'язаної з записом або стиранням даних. Режими EWDS і EWEN ніяк не впливають на читання даних з пам'яті мікросхеми.

Режим читання даних з пам'яті READ

При активізації цього режиму відбувається послідовне читання даних з пам'яті мікросхеми. Для ініціалізації цієї функції необхідно по лінії DI послати код операції READ, а потім початковий адресу, з якого необхідно почати зчитування даних.

Послідовне читання інформації в будь-який момент може бути припинено подачею на мікросхему заборонного сигналу.

Режим запису даних WRITE

Цей режим дозволяє записати дані в енергонезалежну пам'ять мікросхеми за вказаною адресою. Для реалізації режиму WRITE на вхід DI необхідно подати послідовність, що складається з коду операції запису, адреси, за яким необхідно записати дані та послідовність бітів даних.

[ режим запису даних WRITE ALL ( WRAL )

Даний режим призначений для заповнення всього масиву пам'яті мікросхеми бітами даних, зазначеними в команді. Для виконання команди WRAL по лінії DI необхідно передати спочатку код цієї операції, потім біти даних, якими послідовно заповнюється вся область пам'яті мікросхеми.

Реалізація захисту мікросхем пам'яті серії ЕЗСхх від випадкового стирання

Мікросхеми цієї серії можна захистити від випадкового стирання записаної в них інформації як апаратно, так і програмно.

Апаратний спосіб захисту реалізується просто: якщо значення напруги живлення мікросхеми нижче типового, то всі перераховані вище режими роботи заборонено.

Програмний спосіб захисту даних вже було частково розглянуто вище, коли розглядалася дію команд EWDS і EWEN, вміле поєднання яких робить захищеною всю інформацію від випадкового стирання або ж запису нових даних. Однак слід звернути увагу на той факт, що для ефективного захисту даних команда EWDS повинна бути виконана після кожного циклу запису або стирання.

Порівняльні характеристики мікросхем серії ЕЗСхх

Найпростішими представниками серії можна назвати мікросхеми 93С06 і 93С46. Повний обсяг пам'яті мікросхем, який можна заповнити даними для 93С06, складає всього лише 256 біт, а для 93С46 – 128 байт, що вже порівнянно з пам'яттю деяких мікроконтролерів. Пам'ять будь-який з мікросхем організована з окремих осередків, розрядність яких однакова і дорівнює кількості бітів даних, для якої ведеться мікросхему пам'яті або читаються з неї. У 93С06 і 93С46 організація пам'яті відповідно 16×16 біт і 64×16 біт 1 ). Це означає, що у першої мікросхеми є 16 доступних для читання / запису даних 16-розрядних осередків енергонезалежній пам'яті, а у другої – 64 аналогічних осередки. Тому читати або записувати інформація (дані) буде також мати 16-бітовий формат. Значення напруги живлення мікросхем відповідає рівню логічної одиниці ТТЛШ-логіки, що вдало вписує їх у цифрові електронні схеми.

"Цей твір визначає значення, рівне повного об'єму енергонезалежної пам'яті ІМС.

Середній термін зберігання записаної інформації становить 40 років, однак це далеко не гранична цифра. Час виконання команд мікросхемами 93С06 і 93С46 варіюється від 1 до 15 мс, залежно від виконуваної операції.

Мікросхема пам'яті 93С56 відрізняється від 93С06 і 93С46 великим обсягом пам'яті, рівним 256 байт. Особливістю 93С56 є можливість її роботи або з 8 -, або з 16-розрядними даними. У першому випадку в розпорядженні є 256 осередків енергонезалежної пам'яті, в другому – 128.

Працювати як у 8 -, так і в 16-розрядному режимі дозволяє лише мікросхема 93С56С. Конфігурувати пам'ять можна, подаючи відповідний логічний сигнал на керуючий вхід мікросхеми ORG. ІМС 93С56А працює тільки з 8-розрядними, а 93С56В – тільки з 16-розрядними даними.

Крім цього, мікросхема 93С56, на відміну від 93С06 і 93С46, забезпечує термін зберігання записаної в пам'ять інформації не менше 200 років! Час виконання основних операцій становить від 2 до 15 мс. У іншому 93С56 не відрізняються від мікросхем 93С06 і 93С46.

Мікросхеми 93С66 мають ще більший обсяг пам'яті, що дорівнює 512 байт. За цим показником вони вже здатні конкурувати з EEPROM мікроконтролерів. У 93С66А реалізована 8-розрядна організація пам'яті. Тут в розпорядженні є цілих 512 восьмирозрядних осередків пам'яті, які можна адресувати як при читанні, так і при записі даних. У 93С66В використовується 16-розрядна організація, однак осередків пам'яті у два рази менше. Досить універсальна ІМС 93С66С. Вибираючи логічний рівень на її вході ORG. можна керувати організацією пам'яті так само, як і у випадку з 93С56С. Але при зміні розрядності одночасно міняється і число елементів пам'яті, оскільки загальний об'єм пам'яті мікросхеми незмінний.

Що стосується функціональності і часу виконання команд, використовуваних при роботі з мікросхемами 93С66А, 93С66В і 93С66С, то вони аналогічні мікросхем 93С56.

Кілька відрізняються мікросхеми пам'яті 93С76 і 93С86 від своїх більш ранніх попередників. Повний обсяг їх енергонезалежній пам'яті значно збільшений. У 93С76 він досягає значення 1 Кбайт, а в 93С86 – 2 Кбайт, що можна порівняти з програмною пам'яттю окремих мікроконтролерів. Подібно попереднім версіям мікросхеми 93С76 і 93С86 можуть працювати у 8 – і 16-розрядному режимі організації пам'яті. При цьому для мікросхеми 93С76 при 8-розрядної організації можна працювати з 1024 осередками пам'яті, а при 16-розряд-ний – з 512 комірками пам'яті. У мікросхеми 93С86 число використовуваних елементів пам'яті буде у два рази більше.

Збільшення загальної пам'яті призвело до погіршення швидкодії мікросхем 93С76 і 93С86 в два рази. Воно становить, в залежності від виконуваних операцій, 10 … 30 мс. Зате кількість циклів стирання / запису даних на порядок більше, ніж у розглянутих вище мікросхем.

Збірка адаптера

для мікросхем пам'яті серії ЕЗСхх

Перед складанням адаптера для мікросхем пам'яті серії ЕЗСхх уважно ознайомтеся з наведеними на початку цієї книги рекомендаціями з монтажу електронних схем. Це допоможе уникнути псування друкованої плати і окремих елементів схеми. Перелік елементів набору наведено в Табл. 1.

Таблиця 1. Перелік елементів набору NM9216 / 3

Позиція

Характеристика

Найменування і / або примітка

Кількість

С1 … СЗ

0.1 мкФ

Конденсатор, 104 – маркування

3

DD2

DIP-8

Колодка вузька

1

ХР1

PLS-40R

Роз'єм штирьовий, кутовий, 10-контактний

1

А9216 / 3

27×25 мм

Плата друкована

1

Місця розташування елементів на платі адаптера для мікросхем пам'яті та лінії його підключення до базового блоку показані на Рис. 2. Відформо висновки елементів, установіть елементи на плату та припаяйте їх висновки; при цьому спочатку інсталюйте малогабаритні, потім всі інші елементи. Зібрану плату краще розмістити у відповідному корпусі, який захистить плату від зовнішніх впливів і додасть конструкції завершений вигляд. Корпус можна підібрати в каталозі наборів МАЙСТЕР КИТ, вміщеному в кінці цієї книги.

Перед самим початком експлуатації зібраного адаптера необхідно провести візуальну перевірку монтажу. Далі запустіть необхідну інтерфейсну програму і виконуйте інструкції по роботі з нею. Виникаючі при складанні проблеми можна обговорити на конференції сайту http://www.masterkit.ru, а питання можна задати за адресою: infomk@masterkit.ru.

Набори NM9215 і NM9216 / 3, а також і інші набори з каталогу МАЙСТЕР КИТ можна придбати в магазинах радіодеталей або на радіоринках.