набір NM9216 / 4

Інтегральні мікросхеми (ІМС) пам'яті серій 24Схх, PCF85xx і SDA25xx, що підтримують протокол обміну даних I 2 C-Bus, можна програмувати за допомогою автономного програматора, наприклад універсального програматора NM9215. Для цього необхідно мати спеціальний адаптер для підключення мікросхеми пам'яті до программатору. Такий адаптер можна легко виготовити, використовуючи набір NM9216 / 4.

Короткий опис адаптера для мікросхем пам'яті серій 24Схх, PCF85xx і SDA25xx

Адаптер призначений для роботи з мікросхемами пам'яті, що підтримують інтерфейс I 2 C-Bus: 24С02, 24С04, 24С08, 24 С16, 24С32, 24С64, 24С128, 24С256. 24С512, сімейством ІМС PCF858x, а також SDA2526, SDA2546, SDA2586.

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

Рис. 1. Зовнішній вигляд адаптера для мікросхем пам'яті серій 24Схх, PCF85xx і SDA25xx

На платі розташовані три колодки, розраховані на роботу з різними типами мікросхем енергонезалежній пам'яті. Для вибору режимів роботи программатора з мікросхемами сімейства PCF85xx призначений джампер JMP1. До роз'єму ХР1, розташованому на адаптері NM9216 / 3, під-

Рис. 2. Розташування елементів на платі адаптера для мікросхем пам'яті серій 24Схх, PCF85xx і SDA25xx

лягає 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 серій 24Схх, PCF85xx і SDA25xx

Мікросхеми пам'яті серії 24Схх

Основною особливістю сімейства є можливість працювати по послідовному протоколу 1 2 С. Це означає, що послідовний обмін даними між мікросхемою пам'яті і периферійних по відношенню до неї пристроєм відбувається не з трьох, як зазвичай, а по двох лініях. Причому одна з них призначена для читання і запису даних, друга використовується для тактирования у часі процесів, що відбуваються на першій лінії.

Першими представниками сімейства 24Схх є мікросхеми 24С01, 24С02 і 24С04. Виконані по КМОП-технології, вони набагато економічніше мікросхем, побудованих, наприклад, по МОП-технології, що дозволяє використовувати їх в переносній апаратурі.

Максимальний обсяг пам'яті у кожного типу мікросхем різний і відповідає останній двозначної цифри в назві мікросхеми. Мікросхема 24С01А має 1 Кбіт (128 байт), 24С02А – 2 Кбіт

(256 байт), а 24С04А – 4 Кбіт (512 байт) доступною енергонезалежній електрично зтирається / записуваної пам'яті даних.

Особливістю останніх двох типів мікросхем є апаратна реалізація в них захисту даних від випадкового стирання. Формат записуваних / зчитувальних даних для захисту мікросхем пам'яті 24СххА становить 8 біт.

Крім того, при необхідності збільшення обсягу енергонезалежній пам'яті можна використовувати в одному пристрої не одну мікросхему сімейства 24Схх, а декілька, підключивши їх до спільної I С-шину. У цьому випадку при використанні мікросхем 24С01А або 24С02А є можливість застосувати до 8 подібних мікросхем, а при використанні 24С04А – до 4 мікросхем на одній шині. Таке стало можливим завдяки застосуванню в мікросхемах цього сімейства окремих ліній, по яких керуючим пристроєм, наприклад мікроконтролером, проводиться вибірка окремої мікросхеми, що знаходиться в загальній шині з іншими. Час виконання однієї операції у мікросхем 24С01, 24С02 і 24С04 в середньому становить 1 мс. А час зберігання записаної в пам'ять інформації може перевищувати 200 років!

Всі мікросхеми сімейства 24Схх можуть працювати як в режимі приймача, так і в режимі передавача даних. При цьому 1 2 З-шина обов'язково повинна управлятися головним Master-пристроєм, що генерує тактовий сигнал SCL, який надходить на відповідний вхід мікросхеми пам'яті. Крім цього, Master-пристрій повинен забезпечувати вибір використовуваної в даний момент часу мікросхеми пам'яті і генерувати умови початку та зупинення операцій, вироблених з EEPROM. При цьому сама мікросхема пам'яті працює в режимі підпорядкування (Slave) головному керуючому пристрою. І Master, і Slave можуть працювати як приймач і як передавач даних, але активувати який-небудь режим роботи мікросхеми пам'яті може тільки Master-пристрій.

Мікросхеми пам'яті 24С01А, 24С02А і 24С04А здатні працювати в двох режимах програмування.

Побайтовим режим програмування

У цьому режимі роботи керуючий пристрій посилає мікросхемі пам'яті адреси і дані побайтно. Протокол обміну інформацією виглядає наступним чином. Після надходження сигналу START від Master-пристрої від нього ж відбувається передача біт вибірки потрібного в даний момент часу мікросхеми пам'яті і біта дозволу режиму запису в пам'ять. Обрана мікросхема готується до прийому адресного байта, який відбудеться після видачі нею прапора готовності до даної операції. Тому наступний байт, переданий керуючим пристроєм, буде адресою, який запишеться в покажчик адреси вибраного мікросхеми.

Після отримання прапора готовності Master-пристрій передає дані, які будуть записані відповідно з занесеним в покажчик адресою. Після того як дані записані, мікросхема знову виставляє прапор готовності і керуючий пристрій генерує умова зупинки. Після цих операцій цикл програмування мікросхеми пам'яті вважається завершеним.

Посторінковий режим програмування

Активація запису відбувається подібно побайтного режиму програмування. Відмінність полягає в тому, що в адресному покажчику мікросхеми пам'яті відбувається запам'ятовування лише адреси перший надійшов в мікросхему 8-розрядного блоку даних, після чого вона виставляє прапор готовності прийняти другий байт даних і в разі успіху виставити прапор готовності до прийому наступної посилки. Всі успішно прийняті посилки зберігаються у внутрішній оперативної пам'яті мікросхеми до тих пір, поки ведучий пристрій не згенерує сигнал зупинки. При виявленні мікросхемою пам'яті цього сигналу вона автоматично починає послідовно заповнювати свою енергонезалежну пам'ять вмістом RAM-буфера. Однак при роботі з цими мікросхемами слід пам'ятати, що розмір буфера для мікросхем 24С01А і 24С02А обмежений 2 байтами, а 24С04А – 8. Переповнення буферної пам'яті цих мікросхем може призвести до втрати інформації.

Реалізація апаратного захисту даних в мікросхемах сімейства 24СххА відбувається наступним чином. Якщо на висновок WP будь-який з мікросхем 24С02А або 24С04А поданий потенціал напруги харчування, програмування другої половини пам'яті у цих мікросхем стає неможливим 1 ). Обрана провідним пристроєм мікросхема після звернення до забороненою області пам'яті просто-напросто не викине прапора готовності після того, як перший байт даних буде нею отриманий. Тому цикл програмування розпочато не буде. Мікросхема 24С01А не має реалізації апаратного захисту від запису.

Режим читання даних з мікросхем 24СххА ініціює керуючий пристрій. Спочатку воно ініціалізує потрібну мікросхему і посилає їй адреса, за якою буде відбуватися читання, а також біт, що вказує, що буде проводитися саме читання даних. Після успішного завершення цих процедур мікросхема викидає прапор готовності і по лінії даних виходить байт даних, відповід-

"Для ІМС 24С02А цей адресний діапазон 080H … 0FFH, для 24С04А – 100H … 1FFH.

ющій вказаною керуючим пристроєм адресою. Якщо Master-пристрій готовий прийняти наступний байт даних, воно повинне видати біт готовності, що дозволяє мікросхемі пам'яті інкрементіровать покажчик адреси і вивести наступний байт даних. Процес інкре-ментірованія адреси і читання по ньому циклічно повторюється або до досягнення закінчення всього масиву пам'яті, або до генерації провідним пристроєм стану зупину, що посилається мікросхемі замість прапора готовності.

Цикл читання даних не обов'язково може починатися з установки адресного покажчика. Якщо після ініціалізації мікросхеми інкре-ментірованний адресу керуючим пристроєм не надсилається, читання здійснюється з поточного адреси, занесеного до адресний покажчик мікросхеми пам'яті.

Продовженням серії 24Схх є мікросхеми енергонезалежній пам'яті 24С08 і 24С16, що мають відповідно 8 і 16 Кбіт пам'яті 1 *. Принципово ці мікросхеми мало чим відрізняються від своїх попередників. Однак деякі відмінності все ж є.

У мікросхемах 24С08В і 24С16В реалізована можливість захисту даних від зниженої напруги живлення і шумів. Захист від зниженої напруги харчування здійснюється схемою-детектором живлячої напруги, яка блокує роботу внутрішньої логіки мікросхеми, що відповідає за запис / стирання інформації Детектор спрацьовує, коли напруга живлення мікросхеми падає нижче 1.5 В.

Захист від шумів реалізується наступним чином. Лінії SCL і SDA, що відповідають за обмін даними між пристроєм управління і мікросхеми пам'яті, підключені до логіки контролю пам'яті через тригер Шмітта і спеціальний фільтр. Це рішення дає можливість пригнічувати шумові викиди, забезпечуючи максимальну надійність роботи мікросхеми навіть при наявності помехонезащіщен-них ліній.

У порівнянні з мікросхемами 24С01, 24С02 і 24С04 у 24С08 і 24С16 помітно розширено об'єм вбудованого в чіп буфера сторінок, використовуваного в посторінково режимі програмування цих мікро схем. Тепер він складає 16 байт.

Мікросхеми пам'яті 24С08 і 24С16 можуть працювати в режимі послідовної ROM. Для цього в них необхідно активувати апаратний захист даних, подібно 24С02 і 24С04. Однак на відміну від мікросхем цих серій в мікросхемах 24С08 і 24С16 захищеним виявляється весь адресний простір енергонезалежній памят! даних.

"Мова піде про ІМС 24С08В і 24С16В.

Незважаючи на деякі нововведення, швидкодію мікросхем 24С08 і 24С16 трохи нижче. Час запису даних у побайтовой режимі становить близько 10 мс.

Розглянемо особливості ще одного представника сімейства 24Схх – мікросхеми 24С32А. Вона кілька схожа з 24С08В і 24С16В. З назви мікросхеми легко здогадатися, що ця мікросхема містить 32 Кбіт (4 Кбайт) енергонезалежній пам'яті. Розмір RAM-буфера 24С32А, використовуваного в режимі посторінкового програмування, складає 32 байта.

При нестачі енергонезалежній пам'яті ви можете її збільшити аж до 256 Кбіт (32 Кбайт!). Для цього необхідно, як і в попередніх випадках, підключити до шини 1 2 З декілька мікросхем 24С32А. При цьому слід пам'ятати, що загальна кількість мікросхем цього типу, підключених до загальної послідовній шині, не повинно перевищувати восьми. Вибірка їх повинна проводитися керуючим пристроєм за допомогою подачі відповідних адресних сигналів на входи А0 … А2 мікросхем пам'яті.

І ще одна важлива відмінність 24С32А від розглянутих вище мікросхем. Мікросхема 24С32А має великий обсяг енергонезалежної пам'яті, адресувати який тільки однієї адресної 8-бітної посилкою не представляється можливим. Тому адресу необхідної для запису / читання комірки пам'яті мікросхеми передається в два етапи: спочатку старший байт адреси, а після того, як мікросхема викидає прапор готовності – і молодший.

Мікросхеми серії PCF858x

Мікросхеми серії PCF858x фірми Philips мають деякі подібності з мікросхемами 24Схх фірми Microchip. Виконані по КМОП-технології, що забезпечує низьке енергоспоживання, вони також підтримують послідовний протокол обміну даними 1 2 С.

Повний обсяг пам'яті в мікросхемах сімейства PCF858x позначає остання цифра в назві мікросхеми, яка може приймати значення 2, 4 або 8, що відповідає обсягам пам'яті в кілобітах. Мікросхеми пам'яті серії PCF858x обмінюються з мікроконтролером восьмирозрядним даними. Термін зберігання записаної інформації для мікросхем PCF858x набагато нижче, ніж у мікросхем сімейства 24Схх, і становить 10 років.

Особливістю мікросхем PCF858x є наявність вбудованого в чіп генератора напруги програмування, що використовує для роботи принцип множення напруги. Подібно мікросхемі 24С32А, на одну 1 2 З-шину можна посадити до 8 мікросхем пам'яті PCF858x, які Master-пристрій адресує по лініях А0 … А2.

Внутрішня синхронізація роботи мікросхеми в циклах стирання / запису у PCF858x відбувається всередині самої мікросхеми, що позбавляє від необхідності використання зовнішніх компонентів. Однак при необхідності можна вибрати функцію зовнішньої синхронізації роботи в циклах.

Механізми запису / читання даних в сімействі PCF858x нічим не відрізняються від 24С32А. Реалізовано всі ті ж режими побайтовой і посторінкового запису інформації, послідовного читання даних, у тому числі і з попередньо зазначеної адреси.

Апаратна захист записаної в мікросхему інформації забезпечується, подібно до того, як це здійснюється в мікросхемах 24С02А або 24С04А. Тобто, фактично, здійснюється захист тільки половини повного масиву пам'яті всієї мікросхеми.

Мікросхеми серії SDA25xx

За допомогою адаптера і базового блоку можна програмувати і мікросхеми пам'яті SDA2526, SDA2546, SDA2586 фірми Siemens. Мікросхема SDA2526 виконана по МОП-технології і має 2 Кбіт енергонезалежній пам'яті. У ній організований послідовний протокол обміну даними 1 2 С. Формат блоку даних становить 8 біт.

Шляхом нарощування числа корпусів мікросхем SDA2526 до 8, що сидять на одній шині, можна збільшити кількість енергонезалежній пам'яті до 2 Кбайт. Таке конструктивне рішення можливе, оскільки мікросхема SDA2526 має три адресні лінії вибірки кристала, за допомогою яких і можна вибрати потрібний кристал. Здійсненням вибірки, як і у всіх розглянутих раніше випадках займається управляє Master-пристрій.

У мікросхемі SDA2526 реалізовані тільки два основні режими роботи з пам'яттю: побайтова запис і послідовне зчитування з можливістю вибірки адреси. Зате реалізований режим повного стирання даних, замінює всі біти пам'яті EEPROM логічними одиницями.

Недоліками мікросхем SDA2526 є відносно невеликий час зберігання даних (менше 10 років). У них на два порядки менше число циклів перепрограмування (10 4 ). Час виконання одного циклу стирання / запису в режимі репрограмування у мікросхем SDA2526 складає 10 мс.

Збірка адаптера для мікросхем пам'яті серій ^ 4Схх, PCF85xx і SDA25xx

Перед складанням адаптера для мікросхем пам'яті серій 24Схх, | pCF85xx і SDA25xx уважно ознайомтеся з наведеними на початку цієї книги рекомендаціями з монтажу електронних схем. Це допоможе уникнути псування друкованої плати та окремих елементів схеми. Перелік елементів набору наведено в Табл. 1.

Таблиця 1. Елементи набору NM9216/4

| Позиція

Характеристика

Найменування і / або примітка

Кількість

С1 … СЗ

0.1 мкФ

Конденсатор. 104 – маркування

3

DDI… DD3

DIP-8

Колодка вузька

3

ХР1

PLS 40 R

Роз'єм штирьовий, кутовий, 10-контактний

1

JMP1

PLS 40

Роз'єм штирьовий, 2-контактний

1

 

 

Знімна перемичка

1

А9216 / 4

34×27 мм

Плата друкована

1

Місця розташування елементів на платі адаптера до программатору NM9215 для мікросхем пам'яті та лінії його підключення до базово-го 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 пла-I ту 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 і встановити при необхідності перемичку в роз'єм JMP1. Перемичка потрібна у випадку роботи програматора з мікросхемами серії PCF85xx. Далі запустіть необхідну інтерфейсну програму і виконуйте інструкції по роботі з нею. Виникаючі проблеми можна обговорити на конференції сайту http://www.masterkit.ru, а питання можна задати за адресою: infomk@masterkit.ru.

Набори NM9215 і NM9216 / 4, а також і інші набори з каталогу МАЙСТЕР КИТ можна придбати в магазинах радіодеталей або на радіоринках.