AT93C46/56/55串行EEPROM及单片机程序
摘要：AT93C46/56/66是Atmel公司生产的低功耗、低电压、电可擦除、可编程只读存储器，采用CMOS工艺技术制造并带有３线串行接口，其容量分别为1kB/4kB，可重复写100万次，数据可保存100年以上。文中介绍了该存储器的引脚功能和指令时序，给出了AT93C46/56/66和单片机的接口应用电路和软件程序。
关键词：EEPROM 存储器 接口应用 程序 AT93C46/56/66
１６位单片机以其适于高速控制场合及功能多等优点已在工业控制领域中占领了一定的市场。由于ＥＥＰＲＯＭ能在不脱离系统的情况下修改其存储单元中的内容，故在１６位单片机中的应用愈来愈广泛。本文结合１６位机的特点，详细介绍ＡＴ９３系列ＥＥＰＲＯＭ及其使用方法。
ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６是ＡＴＭＥＬ公司推出的低功耗、低电压电可擦除的可编程只读存储器。它采用ＣＭＯＳ技术和Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ 公司的Ｍｉ-ｃｒｏＷｉｒｅ工业标准３线串行接口，具有１ｋＢ／２ｋＢ／４ｋＢ的容量，并可通过ＯＲＧ管脚配置成１２８×８／２５６×８／５１２×８或６４×１６／１２８×１６／２５６×１６等结构。该系列存储器可靠性高，能够重复写１００万次，数据可以保存１００年不丢失；采用８脚ＰＤＩＰ／ＳＯＩＣ封装和１４脚ＳＯＩ封装（ＳＯＩ封装为ＪＥＤＥＣ和ＥＩＡＪ标准），与并行的ＥＥＰＲＯＭ相比，ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６可大大节省印制板空间，且接线简单，因而在多功能的精密测试仪中具有广阔的前途。
１ 引脚功能
１ 引脚功能
ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６存储器芯片的引脚排列如图１所示。各引脚的功能如下：
ＣＳ：片选信号。高电平有效，低电平时进入等待模式。在连续的指令之间，ＣＳ信号必须持续至少２５０ｎｓ的低电平，才能保证芯片正常工作。
ＣＬＫ：串行时钟信号。在ＣＬＫ的上升沿，操作码、地址和数据位进入器件或从器件输出。在发送序列时，ＣＬＫ最好不停止，以防止读／写数据的错误。
ＤＩ：串行数据输入。可在ＣＬＫ的同步下输入开始位、操作码、地址位和数据位。
ＤＯ：串行数据输出。在ＣＬＫ同步下读周期时，用于输出数据；而在地址擦／写周期或芯片擦／写周期时，该端用于提供忙／闲信息。
ＶＳＳ：接地。
ＶＣＣ：接＋５Ｖ电源。
ＯＲＧ：存贮器构造配置端。该端接ＶＣＣ或悬空时，输出为１６位；接ＧＮＤ时，输出为８位。
ＮＣ：空脚，不连接。
表1 AT93C46/56/66系统指令
表1 AT93C46/56/66系统指令
| 指 令 | 起始位 | 操作码 | 地址位 | 数据位 | 备 注 |
| *8 *16 | 空 | ||||
| READ | 1 | 10 | AnAo AnAo | 空 | 从指定的单元读数 |
| EWEN | 1 | 00 | 11xxxxx 11xxxx | 空 | 允许写指令 |
| ERASE | 1 | 11 | An～Ao An-1～Ao | 空 | 擦除指定单元 |
| WRITE | 1 | 01 | An～Ao An-1～Ao | D7～D0 D15～D0 | 写入存储单元 |
| ERAL | 1 | 00 | 10xxxxx 10xxxx | 空 | 擦除存储器所有单元 |
| WRAL | 1 | 00 | 01xxxx 01xxxx | D7～D0 D15～D0 | 写入存储器所有单元 |
| EWDS | 1 | 00 | 00xxxxx 00xxxx | 空 | 禁止写指令 |
表中，93C46 n=6;93C56n=7; 93C66n=8
２ 指令及时序
ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６的指令如表１所列，各指令的具体含义如下：
（１）擦／写允许指令（ＥＷＥＮ）
由于在上电复位后ＡＴ９３Ｃ４６／５６／６６首先将处于擦／写不允许状态。故该指令必须在所有编程模式前执行，一旦该指令执行后，只要外部没有断电就可以对芯片进行编程。
（２）地址擦指令（ＥＲＡＳＥ）
该指令用于强迫指定地址中所有数据位都为“１”。一旦信息在ＤＩ端上被译码，就需使ＣＳ信号保持至少２５０ｎｓ的低电平，然后将ＣＳ置为高电平，这时，ＤＯ端就会指示“忙”标志。ＤＯ为“０”，表示编程正在进行；ＤＯ为“１”，表示该指定地址的寄存器单元已擦完，可以执行下一条指令。
（３）地址写指令（ＷＲＩＴＥ）
写指令时，先写地址，然后将１６位的或８位 数据写入到指定地址中。当ＤＩ端输出最后一个数据位后，在ＣＬＫ时钟的下一个上升沿以前，ＣＳ必须为低，且需至少保持２５０ｎｓ，然后将ＣＳ置为高电平。需要说明的是：写周期时，每写一个字节需耗时４ｍｓ。
（４）地址读指令（ＲＥＡＤ）
读指令用于从指定的单元中把数据从高位到低位输出至ＤＯ端，但逻辑“０”位先于数据位输出。读指令在ＣＬＫ的上升沿触发，且需经过一段时间方可稳定。为防止出错，建议在读指令结束后，再输出２～３个ＣＬＫ脉冲。
（５）芯片擦指令（ＥＲＡＬ）
该指令可将整个存贮器阵列置为１，其它功能与地址擦指令相同。
（６）芯片写指令ＷＲＡＬ
该指令可将命令中指定的数据写入整个存贮器阵列，其它功能与地址写指令相同。该指令周期所花费时间的最大值为３０ｍｓ。
（７）擦／写禁止指令（ＥＷＤＳ）
使用该指令可对写入的数据进行保护，操作步骤与擦／写允许指令相同。
３ ＡＴ９３Ｃ５６的应用
３ ＡＴ９３Ｃ５６的应用
３．１ ＡＴ９３Ｃ５６与８０Ｃ１９６ＫＢ的连接
串行ＥＥＰＲＯＭ芯片ＡＴ９３Ｃ５６同８０Ｃ１９６单片机接口的硬件电路连接方法如图２所示。图中，由于ＭＣＳ－９６系列１６位单片机的Ｐ１口为准双向口，因此，为了防止数据错位，在向其Ｐ１口写数据时，必须先将Ｐ１口置“１”。
３．２ 软件编程
该读／写程序采用ＰＬ／Ｍ语言编写，由于ＰＬ／Ｍ语言介于高级语言与汇编语言之间，故其对数据、地址位的处理比较繁琐。其中ＡＤＤＲ为指定的地址单元，ＤＡＴＡ为写入的数据，在写数据、地址时均从高位开始。本程序已在仿真器上调试通过。且已被应用于电量测试仪中（如接触电阻测试仪）。
ＤＥＣＬＡＲＥ ＳＥＴＣＳ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＳＥＴ． ＩＯ-ＰＯＲＴ２，０ ′；
ＤＥＣＬＡＲＥ ＣＬＲＣＳ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＣＬＲ． ＩＯＰＯＲＴ２，０ ′；
ＤＥＣＬＡＲＥ ＳＥＴＣＬＫ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＳＥＴ． ＩＯＰＯＲＴ２，５ ′；
ＤＥＣＬＡＲＥ ＣＬＲＣＬＫ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＣＬＲ． ＩＯＰＯＲＴ２，５ ′；
ＤＥＣＬＡＲＥ ＳＥＴＤＩ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＳＥＴ． ＩＯ-ＰＯＲＴ１，５ ′；
ＤＥＣＬＡＲＥ ＣＬＲＤＩ ＬＩＴＥＲＡＬＬＹ ‘ＣＡＬＬ ＢＩＴＣＬＲ． ＩＯＰＯＲＴ１，５ ′；
ＥＷＥＮ：ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＰＵＢＬＩＣ；
ＤＥＣＬＡＲＥ Ｉ ＢＹＴＥ；
ＣＬＲＣＳ； ＣＬＲＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ；
ＳＥＴＣＳ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＤＯ Ｉ＝１ ＴＯ ２；
ＣＬＲＣＬＫ； ＣＬＲＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＥＮＤ；
ＤＯ Ｉ＝１ ＴＯ ２；
ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＥＮＤ；
ＤＯ Ｉ ＝ ０ ＴＯ ６；
ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＥＮＤ；
ＣＬＲＣＬＫ； ＣＬＲＣＳ； ＳＥＴＣＳ；
ＳＥＴＣＬＫ； ＣＬＲＣＬＫ；
ＥＮＤ ＥＷＥＮ；
ＲＥＡＤ：ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ（ＡＤＤＲ） ＰＵＢＬＩＣ；
ＤＥＣＬＡＲＥ （ＡＤＤＲ，Ｉ，ＣＯＵＮＴ） ＢＹＴＥ；
ＣＬＲＣＳ； ＣＬＲＤＩ；
ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＳ；
ＤＯ Ｉ＝ １ ＴＯ ２；
ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＥＮＤ；
ＤＯ Ｉ ＝１ ＴＯ ２；
ＣＬＲＣＬＫ； ＣＬＲＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＤＯ ＣＯＵＮＴ＝１ ＴＯ ７；
ＢＩＴＯＵＴ（ＣＯＵＮＴ）＝ＳＨＲ（ＢＩＴＯＵＴ（ＣＯＵＮＴ），１）；
ＥＮＤ；
ＣＬＲＣＳ； ＣＬＲＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ；
ＣＡＬＬ ＴＩＭＥ（１００）；
ＳＥＴＣＳ； ＣＬＲＣ；
ＥＮＤ ＲＥＡＤ；
ＷＲＩＴＥ： ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ（ＡＤＤＲ，ＤＡＴＡ） ＰＵＢＬＩＣ；
ＤＥＣＬＡＲＥ （ＡＤＤＲ，ＤＡＴＡ） ＢＹＴＥ；
ＣＬＲＣＳ； ＣＬＲＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ；
ＳＥＴＣＳ； ＳＥＴＤＩ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＣＬＲＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＳＥＴＤＩ； ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＥＮＤ；
ＤＯ Ｉ ＝－１ ＴＯ ８；
Ｘ＝ＲＯＬ（ＡＤＤＲ，１）；
ＡＤＤＲ＝Ｘ； ＣＬＲＣＬＫ；
ＩＦ （（Ｘ ＡＮＤ ０１Ｈ）＝０１Ｈ）ＴＨＥＮ ＳＥＴＤＩ；
ＥＬＳＥ ＣＬＲＤＩ；
ＳＥＴＣＬＫ；
ＥＮＤ；
ＤＯ Ｉ ＝１ ＴＯ ７；
ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＥＮＤ；
ＤＯ Ｉ ＝１ ＴＯ ８
ＣＡＬＬ ＢＩＴＳＥＴ（．ＩＯＰＯＲＴ１，７）；
ＣＯＵＮＴ＝ＣＯＵＮＴ－１；
ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；
ＢＩＴＯＵＴ（ＣＯＵＮＴ）＝ＩＯＰＯＲＴ１；
ＥＮＤ；
ＣＬＲＣＬＫ； ＳＥＴＣＬＫ；
Ｊ＝０；
ＡＡ： ＤＯ Ｉ＝ １ ＴＯ ８；
Ｊ＝Ｊ＋１；
Ｘ＝ＲＯＬ（ＡＤＤＲ，１；
ＡＤＤＲ＝Ｘ； ＣＬＲＣＬＫ；
ＩＦ（（Ｘ ＡＮＤ ０１Ｈ）＝０１Ｈ） ＴＨＥＮ ＳＥＴＤＩ
ＥＬＳＥ ＣＬＲＤＩ；
ＳＥＴＣＬＫ；
ＥＮＤ；
ＩＦ Ｊ＜＞１６ ＴＨＥＮ ＤＯ；
ＡＤＤＲ ＝ＤＡＴＡ；
ＧＯＴＯ ＡＡ；
ＥＮＤ；
ＣＬＲＣＳ；ＳＥＴＣＳ；
ＣＡＬＬ ＴＩＭＥ（１００）；
ＥＮＤ；
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