基于X25165芯片在8051单片机中的应用
美国xicor公司生产的z25165芯片是集看门狗、电压监控和串行eeprom三项功能于一体的集成电路产品。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构，降低系统的成本，减少对电路板的空间需求，增加系统的可靠性。
1 芯片简介
x25165的引脚排列如图1所示，各引脚功能说明如表1所列。
x25165使用简单的三线总线串行外设接口（spi），对芯片进行操作的所有操作码、字节地址及写入的数据均从si引脚输入，写入数据在串行时钟（sck）的上升沿被锁存，从芯片读取的数据从so引脚串行移出，并在串行时钟的下降沿输出数据。
芯片的看门狗定时器和vcc电压监视器都对微处理器提供独立的保护，当系统发生故障时，只要看门狗定时器达到其可编程的超时极限，reset引脚立即自动产生一个持续200ms的高电平复位信号。当电源电压vcc降到4.5v以下时，reset引脚立即自动产生主电平复位信号，并一直保护到电源电压恢复正常。在系统电源上电或掉电时，reset引脚也立即自动产生一个高电平复位信号。这样，就能有效地防止系统死机、数据误写及误操作等故障现象的发生。
x25165芯片内部有2k×8位的串行eeprom，每个字节可以擦写10万次以上，内部数据可以保存100年以上。应用时，可以通过编程对指定的块进行锁定，以防止由于误操作等原因破坏保存的数据。
2 工作原理
2.1 指令
x25165共有七条指令（见表2），对芯片的所有操作都需要通过对指令寄存器写命令来完成，所有的指令、地址、数据均以高位在前的方式（msb）串行传送。
2.2 状态寄存器
x25165内有一个八位状态寄存器，在任何时候都可以通过rdsr指令来读取状态寄存器的内容，也可以通过wren，sflb，wrsr等指令来设置状态寄存器中的某些位。状态寄存器的格式如下：
flb：只读位，指示一个易失位的状态，可用sflb和rflb指令进行置位和清零，上电时该位自动清零；
wpen：为非易失位，可用wrsr指令进行编程，该位和wp引脚配合使用能以编程方式实现对硬件的写保护（见表5）。当wp引脚为低电平且wpen位被置位时，所有状态寄存器的写操作被禁止。
3 芯片应用
3.1 硬件接口电路
在一个8051单片机系统中可按照图2的连接方式使用该芯片。
3.2 软件接口设计
根据图2的连接方式，笔者编写了七个实用的应用接口程序，供大家参考。
a.串行输出了程序
将累加器a中的数据按照高位在前的顺序（msb）串行输出至x25165芯片中。
wd-outb：mov r7，#08h；有8位数据要传输
wd-outb1：clr p1.2；使sck为低电平
rlc a ；将输出位移入c
mov p1.1，c；进位位移入si
seib p1.2；使sck位为高电平
djnz r7，wd-outb1；判断循环是否结束
clr p1.1；清si
ret
b.串行输入子程序
将1字节的数据按照高位在前的顺序（msb）从x25165中串行读入累加器a中。
wd-inb：mov r7，#08h；有8位数据要接收
wd-inb1：setb p1.2；产生sck脉冲
clr p1.2 ；
mov c， p1.0 ；s0移入进位位c
rlc a ；累加器a带进位位去移
djnz r7， wd-inb1；判断循环是否结束
ret
c.读状态寄存器子程序
用于从x25165中读状态寄存器内容，读出的内容存放在a中。
wd-rd-sr：clr p1.2 ；使sck为低电平
clr p1.3 ；芯片选择cs有效
mov a，#05h ；rdsr指令送累加器a
lcall wd-outb ；输出rdsr指令
lcall wd-inb ；读取状态寄存器内容
clr p1.2 ；使sck为低电平
setb p1.3 ；芯片选择cs无效
ret
d.写状态寄存子程序
该子程序可以设置块保护地址范围和可编程看门狗定时器超时周期。子程序中需要先使片选信号有效，然后用wren指令设置写使能锁存器，8位指令输出后必须将片选信号拉高，这样才能使命令生效。同样，数据输出完成后也必须将片选信号拉高。
wd-wr-sr：clr p1.2 ；使sck为低电平
clr p1.3 ；芯片选择cs有效
mov a， #06h ；wren指令送累加器a
lcall wd-outb ；输出wren指令
setb p1.3 ；使cs为高电平
clr p1.3 ；芯片选择cs有效
mov a，#01h ；wrsr指令送累加器a
lcall wd-outb ；输出wrsr指令，置状态寄存器
mov a，#10h；无块保护，超时周期；800ms
lcall wd-outb ；输出状态寄存器内容
clr p1.2 ；使sck为低电平
setb p1.3 ；使cs为高电平
ret ；
e.读存储单元内容子程序
从x25165的串行eeprom中读指定单元内容，需要先发送read指令和16位地址，指定地址单元的数据在sck脉冲的作用下就会从s0引脚依次移出。
wd-rd-data：clr p1.2 ；使sck为低电平
clr p1.3 ；芯片选择cs有效
moc a，#03h ；read指令送累加器a
lcall wd-outb；输出read指令
mov a，dph；高位地址送累加器a
lcall wd-outb ；输出高位地址
mov a，dpl ；低位地址送累加器a
lcall wd-outb ；输出低位地址
lcall wd-inb ；读取（dptr）单元的数据
mov r4，a ；数据送r4
lcall wd-inb ；读取（dptp+1）单元的数据
mov r5，a ；数据送r5
clr p1.2 ；使sck为低电平
setb p1.3 ；芯片选择cs无效
ret
f.写存储单元内容子程序
该子程序向芯片内eeprom的指定起始地址写入数据，与写状态寄存器子程序一样，程序中需要先输出wren指令设置写使能锁存器。然后，按高位在前的顺序输出存放于dptr中的16位地址和存放于r5、r4中的16位数据。最后，要循环检测状态寄存器的wip位，直到芯征内容的写操作完成，以确保数据被安全可靠地写入芯片。
wd-wr-data：clr p1.2 ；使sck为低电平
clr p1.3 ；芯片选择cs有效
mov a，#06h ；wren指令送累加器a
lcall wd-lutb ；输出wren指令
setb p1.3 ；使cs为高电平
clr p1.3 ；芯片选择cs有效
mov a，#02h ；write指令送累加器a
lcall wd-outb ；输出write指令
mov a，dph ；输出高8位地址
lcall wd-outb ；
mov a，dpl ；输出低8位地址
lcall wd-outb ；
mov a， r4 ；输出低8位数据
lcall wd-outb ；
mov a，r5 ；输出高8位数据
lcall wd-outb；
clr p1.2 ；使sck为低电平
setb p1.3 ；使cs为高电平
wd-wip-poll：lcall wd-rd-sr ；读状态寄存器
jb acc.0， wd-wip-poll
；检测wip位
ret
g.看门狗定时器复位子程序
只要在设定的看门狗定时器超时周期以内执行子程序并向芯片的cs引脚发送一个下降沿，看门狗就不会产生复位输出信号。
wd-eat：setb p1.3 ；
clr p1.3 ；产生cs下降沿脉冲
setb p1.3 ；
ret
笔者在设计车轮径轴向位移检测仪时使用了x25165芯片，从而简化了系统结构，降低了成本，提高了系统的可靠性，使用过程中保存的数据从未发生丢失现象，使用结果令人满意。
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1 芯片简介
x25165的引脚排列如图1所示，各引脚功能说明如表1所列。
x25165使用简单的三线总线串行外设接口（spi），对芯片进行操作的所有操作码、字节地址及写入的数据均从si引脚输入，写入数据在串行时钟（sck）的上升沿被锁存，从芯片读取的数据从so引脚串行移出，并在串行时钟的下降沿输出数据。
芯片的看门狗定时器和vcc电压监视器都对微处理器提供独立的保护，当系统发生故障时，只要看门狗定时器达到其可编程的超时极限，reset引脚立即自动产生一个持续200ms的高电平复位信号。当电源电压vcc降到4.5v以下时，reset引脚立即自动产生主电平复位信号，并一直保护到电源电压恢复正常。在系统电源上电或掉电时，reset引脚也立即自动产生一个高电平复位信号。这样，就能有效地防止系统死机、数据误写及误操作等故障现象的发生。
x25165芯片内部有2k×8位的串行eeprom，每个字节可以擦写10万次以上，内部数据可以保存100年以上。应用时，可以通过编程对指定的块进行锁定，以防止由于误操作等原因破坏保存的数据。
2 工作原理
2.1 指令
x25165共有七条指令（见表2），对芯片的所有操作都需要通过对指令寄存器写命令来完成，所有的指令、地址、数据均以高位在前的方式（msb）串行传送。
2.2 状态寄存器
x25165内有一个八位状态寄存器，在任何时候都可以通过rdsr指令来读取状态寄存器的内容，也可以通过wren，sflb，wrsr等指令来设置状态寄存器中的某些位。状态寄存器的格式如下：
flb：只读位，指示一个易失位的状态，可用sflb和rflb指令进行置位和清零，上电时该位自动清零；
wpen：为非易失位，可用wrsr指令进行编程，该位和wp引脚配合使用能以编程方式实现对硬件的写保护（见表5）。当wp引脚为低电平且wpen位被置位时，所有状态寄存器的写操作被禁止。
3 芯片应用
3.1 硬件接口电路
在一个8051单片机系统中可按照图2的连接方式使用该芯片。
3.2 软件接口设计
根据图2的连接方式，笔者编写了七个实用的应用接口程序，供大家参考。
a.串行输出了程序
将累加器a中的数据按照高位在前的顺序（msb）串行输出至x25165芯片中。
wd-outb：mov r7，#08h；有8位数据要传输
wd-outb1：clr p1.2；使sck为低电平
rlc a ；将输出位移入c
mov p1.1，c；进位位移入si
seib p1.2；使sck位为高电平
djnz r7，wd-outb1；判断循环是否结束
clr p1.1；清si
ret
b.串行输入子程序
将1字节的数据按照高位在前的顺序（msb）从x25165中串行读入累加器a中。
wd-inb：mov r7，#08h；有8位数据要接收
wd-inb1：setb p1.2；产生sck脉冲
clr p1.2 ；
mov c， p1.0 ；s0移入进位位c
rlc a ；累加器a带进位位去移
djnz r7， wd-inb1；判断循环是否结束
ret
c.读状态寄存器子程序
用于从x25165中读状态寄存器内容，读出的内容存放在a中。
wd-rd-sr：clr p1.2 ；使sck为低电平
clr p1.3 ；芯片选择cs有效
mov a，#05h ；rdsr指令送累加器a
lcall wd-outb ；输出rdsr指令
lcall wd-inb ；读取状态寄存器内容
clr p1.2 ；使sck为低电平
setb p1.3 ；芯片选择cs无效
ret
d.写状态寄存子程序
该子程序可以设置块保护地址范围和可编程看门狗定时器超时周期。子程序中需要先使片选信号有效，然后用wren指令设置写使能锁存器，8位指令输出后必须将片选信号拉高，这样才能使命令生效。同样，数据输出完成后也必须将片选信号拉高。
wd-wr-sr：clr p1.2 ；使sck为低电平
clr p1.3 ；芯片选择cs有效
mov a， #06h ；wren指令送累加器a
lcall wd-outb ；输出wren指令
setb p1.3 ；使cs为高电平
clr p1.3 ；芯片选择cs有效
mov a，#01h ；wrsr指令送累加器a
lcall wd-outb ；输出wrsr指令，置状态寄存器
mov a，#10h；无块保护，超时周期；800ms
lcall wd-outb ；输出状态寄存器内容
clr p1.2 ；使sck为低电平
setb p1.3 ；使cs为高电平
ret ；
e.读存储单元内容子程序
从x25165的串行eeprom中读指定单元内容，需要先发送read指令和16位地址，指定地址单元的数据在sck脉冲的作用下就会从s0引脚依次移出。
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lcall wd-outb ；输出高位地址
mov a，dpl ；低位地址送累加器a
lcall wd-outb ；输出低位地址
lcall wd-inb ；读取（dptr）单元的数据
mov r4，a ；数据送r4
lcall wd-inb ；读取（dptp+1）单元的数据
mov r5，a ；数据送r5
clr p1.2 ；使sck为低电平
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ret
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lcall wd-outb ；
mov a，dpl ；输出低8位地址
lcall wd-outb ；
mov a， r4 ；输出低8位数据
lcall wd-outb ；
mov a，r5 ；输出高8位数据
lcall wd-outb；
clr p1.2 ；使sck为低电平
setb p1.3 ；使cs为高电平
wd-wip-poll：lcall wd-rd-sr ；读状态寄存器
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；检测wip位
ret
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