厦门大学机电工程系   扈宏毅  游龙翔

    摘  要：介绍了三线制Microware串行总线及相关的EEPROM，给出了该类具有三线制Microware总线的EEPROM与AT89C51的连接方式和软件模拟，同时给出了采用C51编写的模拟三线制Microware串行总线的操作源程序。

    关键词：三线制；串行总线；EEPROM；MCS－51

    1 三线制Microware串行总线

    三线制Microware同步串行总线接口是NationalSemicondutor公司在其生产的COP系列和HPC系列微控制器上采用的一种串行总线，它使用的三根信号线分别为数据输入线SI、数据输出线SO和时钟信号线SK。由于三线制Microware总线只需3～4根数据线和控制线即可扩展具有三线制Microware总线的各种I／O器件，而并行总线扩展方法却需要8根数据线、8～16根地址线和2～3位的控制线，因此，使用三线制Microware串行总线可以简化电路设计，提高设计的可靠性。

    2 三线制Microware总线的EEPROM

    EEPROM是一种可用电气方法在线擦除和再编程的只读存储器，它既有RAM在联机操作中可读可改写的特性，又具有非易失性存储器ROM在掉电后仍然能保持所存储的数据的优点。93C06／46／56／66是采用CMOS工艺制成的分别为64／128／256／512×8位或16／64／128／256×16位8引脚的可支持三线制Microware串行总线的EEPROM，其自定时写周期的自动擦除时间不超过10ms，Microchip公司的串行EEPROM的擦除和写入一个字节的时间可缩短到2ms以下，擦除／写入周期寿命一般都可达到10万次以上，有的产品（如NS公司和Microchip公司的产品）已可达到100万次，片内写入的数据保存寿命可达40年以上。这些三线制Microware总线的EEPROM一般采用单一＋5V电源供电，低功耗时工作电流仅400μA，备用时为25μA，同时具有三态输出，并可与TTL电平兼容。

    NM93C06／46／56／66是National Semiconductor公司的产品，与其兼容的有Microchip公司的93C06／46／56／66（4．5V～5．5V）、93LC46／56／66（2．0V～6．0V）、93AA06／46／56／66和Atmel公司的AT93C46／56／66等产品，其中AT93C66的引脚排列如图1所示。各引脚说明如下：

    CS：片选信号；

   SK：串行时钟输入信号，同时也是微处理器与EEPROM之间通信的同步信号，数据在它的上升沿锁定有效；

    DI：数据输入；

    DO：数据输出；

    ORG：Microchip公司产品特有引脚。该引脚接Vcc时，器件的内部存储组织结构以16位为一个单元；接GND时，器件的内部存储组织结构以8位为一个单元。

    该芯片有7种指令，其中5种指令集的安排如 表1所列，此外，还有整片写指令（WRAL－Write All）和整片擦除指令（ERAL－Erase All）。应当说明的是：在操作码为00时，为了区分不同指令，通常借用地址的前两位来识别。

    不同型号的EEPROM有不同的存储空间，93C66有512字节的存储空间，其地址为A8～A0，在编程时，A8可以作为操作指令字节的最后一位，如果需要读93C56中某个存储单元（8位）中的数据，其读指令为0000110A8，地址码为××××××××，此时，如果A8为0，则地址为00H…FFH，如果A8为1，则地址为100H…1FFH，而93C06／46／56的存储空间不超过256个字节，其A8始终为0。

    有关93C06／46／56／66的具体操作时序可参考有关文献［1］。

    3 在MCS－51单片机上的应用

    串行EEPROM技术是一种非易失性存储器技术，它是嵌入式控制解决方案中的先进技术，可在MCS－51单片机应用系统中用于数据的掉电保护、在线设置参数的存储、用户在线编程查表法中的表格存储，以及在微控制器的I／O线较少情况下的应用等。
    

    MCS－51系列单片机没有三线制Microware串行总线接口，当它与93C06／46／56／66等具有三线制Microware串行总线的EEPROM连接时，应使用相应的软件来模拟三线制Microware串行总线的操作，其中包括串行时钟、数据输入和数据输出。图2为串行EEPROM芯片AT93C66与AT89C51单片机的硬件连接图，图中的R为上拉电阻，