硬件工程師雜記-上

1、充電電路：1.降壓穩(wěn)壓IC（LDO3V3）其余封裝為1腳GND，2腳VOUT，3腳LX；注：無論升壓還是降壓IC，1腳必須接地。2.充電IC40542DLF電源小結(jié)：普通鋅錳干電池容量：7號(hào)AAA：1150mAh 5號(hào)AA：2850mAh一、 電源是系統(tǒng)的血脈，要舍得成本，這對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性和通過各種認(rèn)證是非常有好處的。1.盡量采用型濾波，增加10uH電感，每個(gè)芯片電源管腳要接104旁路電容;2.采用壓敏電阻或瞬態(tài)二極管，抑制浪涌；3.模電和數(shù)電地分開，大電流和小電流地回路分開，采用磁珠或零歐電阻隔開；4.設(shè)計(jì)要留有余量，避免電源芯片過熱，攻耗達(dá)到額定值的50%要用散熱片。二、 輸入IO記得要上

2、拉；三、 輸出IO記得核算驅(qū)動(dòng)能力；四、 高速IO，布線過長采用33毆電阻抑制反射；五、 各芯片之間電平匹配；六、 開關(guān)器件是否需要避免晶體管開關(guān)時(shí)的過沖特性；七、 單板有可測試電路，能獨(dú)立完成功能測試；八、 要有重要信號(hào)測試點(diǎn)和接地點(diǎn)；九、 版本標(biāo)識(shí)；十、 狀態(tài)指示燈。運(yùn)算放大器：虛短和虛斷的概念1. 由于運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)很大，一般通用型運(yùn)算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)都在80 dB以上。而運(yùn)放的輸出電壓是有限的，一般在 10 V14 V。因此運(yùn)放的差模輸入電壓不足1 mV，兩輸入端近似等電位，相當(dāng)于 “短路”。開環(huán)電壓放大倍數(shù)越大，兩輸入端的電位越接近相等?！疤摱獭笔侵冈诜治鲞\(yùn)算放大器處于線

3、性狀態(tài)時(shí)，可把兩輸入端視為等電位，這一特性稱為虛假短路，簡稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路。2. 由于運(yùn)放的差模輸入電阻很大，一般通用型運(yùn)算放大器的輸入電阻都在1M以上。因此流入運(yùn)放輸入端的電流往往不足1uA，遠(yuǎn)小于輸入端外電路的電流。故 通?？砂堰\(yùn)放的兩輸入端視為開路，且輸入電阻越大，兩輸入端越接近開路?！疤摂唷笔侵冈诜治鲞\(yùn)放處于線性狀態(tài)時(shí)，可以把兩輸入端視為等效開路，這一特性 稱為虛假開路，簡稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路?！疤摱獭焙汀疤摂唷保_始“庖丁解?！绷藞D一運(yùn)放的同向端接地=0V，反向端和同向端虛短，所以也是0V，反向輸入端輸入電阻很高，虛斷，幾乎沒有電流注入和流出，那么R1

4、和R2相當(dāng)于是串聯(lián)的，流過一個(gè)串聯(lián)電路中的每一只組件的電流是相同的，即流過R1的電流和流過R2的電流是相同的。流過R1的電流I1 = (Vi - V-)/R1 a 流過R2的電流I2 = (V- - Vout)/R2 b V- = V+ = 0 c I1 = I2 d 求解上面的初中代數(shù)方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 這就是傳說中的反向放大器的輸入輸出關(guān)系式了。圖二中Vi與V-虛短，則 Vi = V- a 因?yàn)樘摂啵聪蜉斎攵藳]有電流輸入輸出，通過R1和R2 的電流相等，設(shè)此電流為I，由歐姆定律得： I = Vout/(R1+R2) b Vi等于R2上的分壓， 即：Vi = I*R

5、2 c 由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2 這就是傳說中的同向放大器的公式了。圖三中，由虛短知： V- = V+ = 0 a 由虛斷及基爾霍夫定律知，通過R2與R1的電流之和等于通過R3的電流，故 (V1 V-)/R1 + (V2 V-)/R2 = (Vout V-)/R3 b 代入a式，b式變?yōu)閂1/R1 + V2/R2 = Vout/R3 如果取R1=R2=R3，則上式變?yōu)閂out=V1+V2，這就是傳說中的加法器了。（編輯者注）質(zhì)疑：(V1 V-)/R1 + (V2 V-)/R2 = (V- Vout)/R3 b  圖三公式中少了個(gè)負(fù)號(hào)？ 請(qǐng)看圖四。因?yàn)?/p>

6、虛斷，運(yùn)放同向端沒有電流流過，則流過R1和R2的電流相等，同理流過R4和R3的電流也相等。故 (V1 V+)/R1 = (V+ - V2)/R2 a (Vout V-)/R3 = V-/R4 b 由虛短知： V+ = V- c 如果R1=R2，R3=R4，則由以上式子可以推導(dǎo)出 V+ = (V1 + V2)/2 V- = Vout/2 故 Vout = V1 + V2 也是一個(gè)加法器，呵呵！ 圖五由虛斷知，通過R1的電流等于通過R2的電流，同理通過R4的電流等于R3的電流，故有 (V2 V+)/R1 = V+/R2 a (V1 V-)/R4 = (V- - Vout)/R3 b 如果

7、R1=R2， 則V+ = V2/2 c 如果R3=R4， 則V- = (Vout + V1)/2 d 由虛短知 V+ = V- e 所以 Vout=V2-V1 這就是傳說中的減法器了。圖六電路中，由虛短知，反向輸入端的電壓與同向端相等，由虛斷知，通過R1的電流與通過C1的電流相等。通過R1的電流 i=V1/R1 通過C1的電流i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt 所以 Vout=(-1/(R1*C1)V1dt 輸出電壓與輸入電壓對(duì)時(shí)間的積分成正比,這就是傳說中的積分電路了。若V1為恒定電壓U，則上式變換為Vout = -U*t/(R1*C1) t 是時(shí)間，則Vout輸出電壓是一條從0至

8、負(fù)電源電壓按時(shí)間變化的直線。 圖七中由虛斷知，通過電容C1和電阻R2的電流是相等的，由虛短知，運(yùn)放同向端與反向端電壓是相等的。則： Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt 這是一個(gè)微分電路。如果V1是一個(gè)突然加入的直流電壓，則輸出Vout對(duì)應(yīng)一個(gè)方向與V1相反的脈沖。圖八.由虛短知 Vx = V1 a Vy = V2 b 由虛斷知，運(yùn)放輸入端沒有電流流過，則R1、R2、R3可視為串聯(lián)，通過每一個(gè)電阻的電流是相同的， 電流I=(Vx-Vy)/R2 c 則： Vo1-Vo2=I*(R1+R2+R3) = (Vx-Vy)(R1+R2+R3)/R2 d 由虛斷知，流過

9、R6與流過R7的電流相等,若R6=R7， 則Vw = Vo2/2 e 同理若R4=R5，則Vout Vu = Vu Vo1，故Vu = (Vout+Vo1)/2 f 由虛短知，Vu = Vw g 由efg得 Vout = Vo2 Vo1 h 由dh得 Vout = (Vy Vx)(R1+R2+R3)/R2 上式中(R1+R2+R3)/R2是定值，此值確定了差值(Vy Vx)的放大倍數(shù)。這個(gè)電路就是傳說中的差分放大電路了。分析一個(gè)大家接觸得較多的電路。很多控制器接受來自各種檢測儀表的020mA或420mA電流，電路將此電流轉(zhuǎn)換成電壓后再送ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，圖九就是這樣一個(gè)典型電路。如圖420

10、mA電流流過采樣100電阻R1，在R1上會(huì)產(chǎn)生0.42V的電壓差。由虛斷知，運(yùn)放輸入端沒有電流流過，則流過R3和R5的電流相等，流過R2和R4的電流相等。故： (V2-Vy)/R3 = Vy/R5 a (V1-Vx)/R2 = (Vx-Vout)/R4 b 由虛短知： Vx = Vy c 電流從020mA變化，則V1 = V2 + (0.42) d 由cd式代入b式得(V2 + (0.42)-Vy)/R2 = (Vy-Vout)/R4 e 如果R3=R2，R4=R5，則由e-a得Vout = -(0.42)R4/R2 f 圖九中R4/R2=22k/10k=2.2，則f式Vout = -(0.8

11、84.4)V，即是說，將420mA電流轉(zhuǎn)換成了-0.88 -4.4V電壓，此電壓可以送ADC去處理。電流可以轉(zhuǎn)換成電壓，電壓也可以轉(zhuǎn)換成電流。圖十就是這樣一個(gè)電路。上圖的負(fù)反饋沒有通過電阻直接反饋，而是串聯(lián)了三極管Q1的發(fā)射結(jié)，大家可不要以為是一個(gè)比較器就是了。只要是放大電路，虛短虛斷的規(guī)律仍然是符合的！ 由虛斷知，運(yùn)放輸入端沒有電流流過， 則                (Vi V1)/R2 = (V1 V4)/R6  a 同理&#

12、160;           (V3 V2)/R5 = V2/R4        b 由虛短知    V1 = V2    c 如果R2=R6，R4=R5，則由abc式得V3-V4=Vi 上式說明R7兩端的電壓和輸入電壓Vi相等，則通過R7的電流I=Vi/R7，如果負(fù)載RL<<100K，則通過Rl和通過R7的電流基本相同。來一個(gè)復(fù)雜的，呵呵！圖十一是一個(gè)三

13、線制PT100前置放大電路。PT100傳感器引出三根材質(zhì)、線徑、長度完全相同的線，接法如圖所示。有2V的電壓加在由R14、R20、R15、Z1、PT100及其線電阻組成的橋電路上。Z1、Z2、Z3、D11、D12、D83及各電容在電路中起濾波和保護(hù)作用，靜態(tài)分析時(shí)可不予理會(huì)，Z1、Z2、Z3可視為短路，D11、D12、D83及各電容可視為開路。由電阻分壓知， V3=2*R20/(R14+20)=200/1100=2/11 a 由虛短知，U8B第6、7腳 電壓和第5腳電壓相等 V4=V3 b 由虛斷知，U8A第2腳沒有電流流過，則流過R18和R19上的電流相等。 (V2-V4)/R19=(V5-

14、V2)/R18 c 由虛斷知，U8A第3腳沒有電流流過， V1=V7 d 在橋電路中R15和Z1、PT100及線電阻串聯(lián)，PT100與線電阻串聯(lián)分得的電壓通過電阻R17加至U8A的第3腳， V7=2*(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0) .e 由虛短知，U8A第3腳和第2腳電壓相等， V1=V2 f 由abcdef得， (V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2 化簡得 V5=(102.2*V7-100V3)/2.2 即 V5=204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) 200/11 g 上式輸出電壓V5是Rx的函數(shù)我們?cè)倏淳€電阻的影響。Pt100最下端線電阻上產(chǎn)生的電壓

15、降經(jīng)過中間的線電阻、Z2、R22，加至U8C的第10腳，由虛斷知， V5=V8=V9=2*R0/(R15+Rx+2R0) a (V6-V10)/R25=V10/R26 b 由虛短知， V10=V5 c 由式abc得 V6=(102.2/2.2)V5=204.4R0/2.2(1000+Rx+2R0) h 由式gh組成的方程組知，如果測出V5、V6的值，就可算出Rx及R0，知道Rx，查pt100分度表就知道溫度的大小了。信號(hào)的完整性：信號(hào)完整性是指信號(hào)在信號(hào)線上的質(zhì)量，即信號(hào)在電路中能以正確的時(shí)序和電壓電平作出響應(yīng)的能力，信號(hào)具有良好的信號(hào)完整性是指在需要的時(shí)候具有所必需達(dá)到的電壓電平數(shù)值。信號(hào)完

16、整性問題體現(xiàn)在很多方面，主要包括延遲、反射、串?dāng)_、過沖、振蕩、地彈等。地電平反彈噪聲和回流噪聲，負(fù)載電容的增大，負(fù)載電阻的減小，地電感的增大，同時(shí)開關(guān)器件數(shù)目的增加均會(huì)導(dǎo)致地彈的增大。在高速PCB中，隨著傳輸信號(hào)頻率的增加，導(dǎo)線間的容性阻抗減小，導(dǎo)線上感性阻抗增加，信號(hào)線將不再只表現(xiàn)為純電阻，即信號(hào)將不僅在導(dǎo)線上傳輸，而且也會(huì)在導(dǎo)體間的介質(zhì)中傳播。如果信號(hào)頻率進(jìn)一步增加，當(dāng)jL>>R，1/(jC)<<="" p="">對(duì)于均勻?qū)Ь€，在不考慮外部環(huán)境變化的情況下，電阻R、傳輸線寄生電感L和寄生電容C平均分布(即L1=L2=Ln

17、;C1=C2=Cn+1)。假設(shè)傳輸線為無損傳輸線，即R=0時(shí)，若取線參數(shù)：單位長度電容C1、單位長度電感量L1和傳輸線的總長度為Len，則有：傳輸線總電容：傳輸線總電感：根據(jù)傳輸線的線參數(shù)和總長度，可計(jì)算傳輸線的特性阻抗Z0和時(shí)延TD，公式如下：由以上公式可以明顯看出，增大電容，減小電感，可以減小特性阻抗;減小傳輸線總長度，以及電容、電感，均可以減小信號(hào)線上的傳輸時(shí)延。過孔作為一段特殊的傳輸線，在高速電路中，過孔不但產(chǎn)生對(duì)地的寄生電容，同時(shí)也存在著寄生電感，其電氣特性的等效模型如圖2所示。過孔的寄生電容給電路造成的影響主要是使數(shù)字信號(hào)上升沿減慢或變差，降低了電路的速度。過孔的寄生電容值越小，影

18、響越小。若過孔在鋪底層上的隔離孔直徑為DG，過孔焊盤的直徑為Dv，PCB厚度為H，板基材料介電常數(shù)為，則過孔寄生電容C的大小近似于：過孔寄生電感的主要影響是降低了電源旁路電容的有效性，使整個(gè)電源供電濾波效果變差。若L為過孔的寄生電感，h是過孔的長度，DH是中心鉆孔的直徑，則可以用下面的公式來簡單計(jì)算一個(gè)過孔近似的寄生電感：從上式可以看出，過孔直徑對(duì)電感的影響較小，過孔長度對(duì)電感影響較大。在PCB中，通常旁路電容一端通過一個(gè)通孔連接到地平面，另一端也通過一個(gè)通孔連接到電源平面，因此通孔電感的影響會(huì)增加1倍。當(dāng)信號(hào)沿均勻連線傳播時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生反射和傳輸信號(hào)的失真。但傳輸線上的拐角會(huì)使傳輸線處的阻抗發(fā)

19、生變化，致使信號(hào)出現(xiàn)部分反射和失真。根據(jù)導(dǎo)線單位長度電容C1(單位：pF/in)，導(dǎo)線線寬(單位：in)，可通過下面公式簡單估算每個(gè)拐角的寄生電容Ccorner：在高密度電路板中信號(hào)線線寬較窄時(shí)，其拐角的寄生電容量引起的時(shí)延累加一般不太可能對(duì)信號(hào)完整性有很大影響。但對(duì)于高頻敏感電路，如高頻時(shí)鐘線路，應(yīng)考慮拐角寄生電容所產(chǎn)生的累加效應(yīng)。電池充電時(shí)長：1. 充電電流小于等于電池容量的5%時(shí)：充電時(shí)間（小時(shí)）=電池容量（mAH）×1.6÷充電電流（mA）2. 充電電流大于電池容量的5%，小于等于10%時(shí)：充電時(shí)間（小時(shí)）=電池容量（mAH）×1.5÷充電電流（

20、mA）3. 充電電流大于電池容量的10%，小于等于15%時(shí)：充電時(shí)間（小時(shí)）=電池容量（mAH）×1.3÷充電電流（mA）4. 充電電流大于電池容量的15%，小于等于20%時(shí)：充電時(shí)間（小時(shí)）=電池容量（mAH）×1.2÷充電電流（mA）5. 充電電流大于電池容量的20%時(shí)：充電時(shí)間（小時(shí)）=電池容量（mAH）×1.1÷充電電流（mA）EEPROM原理與應(yīng)用：串行EEPROM按照硬件接口的不同可以分為兩種： 1、I2C接口EEPROM； 2、SPI接口EEPROM。8PIN的I2C接口EEPROM的管腳圖如圖所示：I2C接口EEPRO

21、M使用兩根線進(jìn)行讀寫操作，一根為時(shí)鐘線（SCL）、另一根為數(shù)據(jù)線（SDA）。SDA為雙向信號(hào)，同時(shí)由于EEPROM只能是I2C總線中的Slave，所以SCL為輸入信號(hào)。和標(biāo)準(zhǔn)的I2C總線一樣，SDA的輸出為Open-drain方式。WP為寫保護(hù)管腳，高電平使能。A2:0為地址輸入管腳，用來作為EEPROM地址識(shí)別位，不同的EEPROM使用的位數(shù)不同。VCC為電源管腳，不同的EEPROM有不同的電源電壓要求。同時(shí)，不同的供電電壓支持的最高時(shí)鐘頻率也不同，電壓越高支持的時(shí)鐘頻率也越高。I2C接口EEPROM支持的最高時(shí)鐘頻率一般為100KHz400KHz。GND為地管腳。 控制字節(jié)格式 ：S：開始

22、傳輸指示。Control Code：所有I2C接口EEPROM統(tǒng)一的控制碼，4位組成“1010”。Chip Select Bits：EEPROM地址識(shí)別位，3位組成A2:0，分別對(duì)應(yīng)器件管腳A2:0的輸入電平，當(dāng)Master器件的I2C總線上掛接多片EEPROM時(shí)，可以由此做片選。但是有的EEPROM A2:0這3個(gè)管腳未用或者用了12個(gè)，那么此處地址識(shí)別位中，多余的位可以用來做EEPROM內(nèi)部存儲(chǔ)Block選擇（如果需要的話）。R/W：讀寫命令，“1”為讀；“0”為寫。ACK：Acknowledge bit。Ø 字節(jié)寫操作（Byte Write）： 一次只寫1個(gè)字節(jié)。Master先

23、發(fā)出Start指令，接著是控制字節(jié)EEPROM正常響應(yīng)，發(fā)出Acknowledge bit然后Master再送出要寫入的EEPROM存儲(chǔ)單元地址EEPROM正常響應(yīng)，發(fā)出Acknowledge bitMaster再送出數(shù)據(jù)EEPROM正常響應(yīng)，發(fā)出Acknowledge bitMaster發(fā)出Stop指令，結(jié)束本次寫操作。其中地址位長度視EEPROM容量來定，按目前公司使用的EEPROM容量來看，地址不超過2個(gè)字節(jié)。Ø 頁寫操作（Page Write）： 跟字節(jié)寫不同的是：Master寫完1個(gè)字節(jié)后不發(fā)Stop指令，繼續(xù)送出數(shù)據(jù)，直到寫滿EEPROM的Page Write Buffe

24、r為止。EEPROM內(nèi)部有地址循環(huán)計(jì)數(shù)器，每寫入1個(gè)字節(jié)地址加1，當(dāng)?shù)刂芳拥疆?dāng)前Page的上界時(shí)，如果還繼續(xù)寫的話，地址就會(huì)回到當(dāng)前Page的下界。以24LC08為例，它的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為：4(block)×256×8(bit) ，Page Write Buffer大小為16bytes。那么Page Write時(shí)，在Control Byte指定Block選擇位“B1B0”，在Word Address指定8位地址“A7A6A5A4A3A2A1A0”。那樣“B1B0”和“A7A6A5A4”就指定了當(dāng)前Page Write是哪個(gè)Page，“B1B0A7A6A5A40000”為當(dāng)前Pag

25、e的下界，“B1B0A7 A6A5A41111”為當(dāng)前Page的上界，而“A3A2A1A0”指定了從當(dāng)前Page的哪個(gè)單元開始寫。內(nèi)部地址循環(huán)計(jì)數(shù)器就從“A3A2A1A0”開始計(jì)數(shù)，每寫1次加1，當(dāng)計(jì)數(shù)值為“1111”時(shí)，如果繼續(xù)寫的話，計(jì)數(shù)值就回到“0000”。所以一次Page Write操作時(shí)，數(shù)據(jù)不要超過1個(gè)Page的長度，否則會(huì)造成數(shù)據(jù)覆蓋。Ø 當(dāng)前地址讀操作： Master每對(duì)EEPROM進(jìn)行一次讀/寫操作，EEPROM內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器就會(huì)加1，因此當(dāng)前地址單元為前一次訪問的下一個(gè)地址單元。Current Read方式就利用這個(gè)原則省略了地址，Master只需送出包含讀命令的

26、控制字節(jié)就行。Master接收1個(gè)字節(jié)后，無效Acknowledge bit，并送出Stop指令，結(jié)束當(dāng)前讀操作。 Ø 任意讀操作： Master要先送出寫操作命令，并且送出地址，地址可以是任意的。Master要重新發(fā)出開始指令來結(jié)束寫操作，然后再送出包含讀命令的控制字節(jié)。Master接收1個(gè)字節(jié)后，無效Acknowledge bit，并送出Stop指令，結(jié)束當(dāng)前讀操作。 Ø 連續(xù)讀操作： 跟當(dāng)前地址讀/任意讀不同的是：Master接收到1個(gè)字節(jié)后，不發(fā)出Stop指令，而是繼續(xù)送出Acknowledge bit，繼續(xù)接收。每讀1次EEPROM地址計(jì)數(shù)器加1；同樣是循環(huán)計(jì)數(shù)，

27、讀操作地址計(jì)數(shù)邊界為整片EEPROM地址邊界，不同于Page Write地址計(jì)數(shù)邊界。因此連續(xù)讀方式可以讀完整片EEPROM。 Ø Acknowledge bit檢測： 執(zhí)行寫操作時(shí)，不論是Byte Write還是Page Write，EEPROM只有接收到Master發(fā)出的Stop指令后，才觸發(fā)內(nèi)部的寫周期。在內(nèi)部寫周期內(nèi)，EEPROM不會(huì)響應(yīng)Master的指令。所以Master要檢測內(nèi)部寫周期什么時(shí)候結(jié)束。Master寫操作和EEPROM內(nèi)部寫周期檢測流程如下圖： Ø Acknowledge bit檢測： 第1步：Master往EEPROM寫數(shù)據(jù)。第2步：Master結(jié)

28、束寫操作，并觸發(fā)EEPROM內(nèi)部寫周期。第3步：檢測開始，Master發(fā)出開始指令。第4步：Master發(fā)送包含寫命令的控制字節(jié)。第5步：Master檢測EEPROM送出的Acknowledge bit：如果是“0”，表示EEPROM內(nèi)部寫周期已結(jié)束，可以進(jìn)行后續(xù)的操作；如果是“1”，則表示EEPROM內(nèi)部寫周期還沒有結(jié)束，這時(shí)候應(yīng)該跳回到第3步，進(jìn)行循環(huán)檢測。 Microchip公司、Atmel公司的I2C接口EEPROMSPI接口EEPROM的管腳圖如圖所示：S：片選輸入，高電平有效。C：時(shí)鐘輸入。D：串行數(shù)據(jù)輸入。Q：串行數(shù)據(jù)輸出。ORG：存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)選擇，上拉或懸空時(shí)選擇為16-bit方式

29、，下拉時(shí)選擇為8-bit方式。Vcc/Vss：電源/地。不同的EEPROM有不同的電源電壓要求，同時(shí)，不同的供電電壓支持的最高時(shí)鐘頻率也不同，電壓越高支持的時(shí)鐘頻率也越高。Microchip公司的SPI接口EEPROM最高時(shí)鐘頻率能達(dá)到3MHz，Atmel公司的最高能達(dá)到2MHz，ST公司的最高能達(dá)到1MHz。PE：Program Enable，寫保護(hù)輸入，只有Microchip公司的SPI接口EEPROM才有，上拉或懸空時(shí)可以正常寫，下拉時(shí)寫保護(hù)。Atmel、ST公司的SPI接口EEPROM中該管腳為NC腳。不同容量的SPI接口EEPROM操作指令中的地址碼長度不同，并且同樣的EEPROM在

30、8-bit方式時(shí)，地址碼長度比16-bit方式時(shí)多一位。下表列出的是93LC76的操作指令集，以供參考。其中各指令的含義如下：READ：讀。EWEN：擦除、寫使能。ERASE：擦除。ERAL：全擦除。WRITE：寫。WRAL：全寫。EWDS：擦除、寫禁止。 93LC76指令集ORG=1（16-bit）93LC76指令集ORG=0（8-bit）擦除、寫禁止/使能操作指令序列時(shí)鐘未畫，后續(xù)的圖中一樣。此時(shí)數(shù)據(jù)輸出管腳為高阻態(tài)，也未畫出。當(dāng)EEPROM上電后或者執(zhí)行了擦除、寫禁止指令后，處于擦除、寫禁止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)禁止擦除、寫操作，但允許讀操作。此時(shí)若要想進(jìn)行擦除或?qū)懖僮?，必須先?zhí)行擦除、寫使能指令。

31、讀操作序列數(shù)據(jù)輸出（Q）管腳先輸出1個(gè)“0”bit，然后再由高位到低位順序輸出數(shù)據(jù)，如果是連續(xù)地讀，那么后續(xù)的輸出就沒有這個(gè)“0”Bit。16-bit或8-bit方式由ORG引腳電平選擇。只要片選（S）繼續(xù)為高，并且時(shí)鐘繼續(xù)提供，那么EEPROM地址指針會(huì)自動(dòng)增加，就能連續(xù)地輸出數(shù)據(jù)，這樣就能讀出整片EEPROM的數(shù)據(jù)。Atmel公司SPI接口EEPROM不支持連續(xù)讀操作。寫操作序列只寫一個(gè)指定的存儲(chǔ)單元。寫操作中已包含了自動(dòng)擦除操作，所以不需要額外的擦除指令。16-bit或8-bit方式由ORG引腳電平選擇。全寫操作序列往整片EEPROM里寫相同的數(shù)，不需要指定具體的地址。16-bit或8-

32、bit方式由ORG引腳電平選擇。全寫操作中已包含了自動(dòng)擦除操作，所以不需要額外的擦除指令。Microchip、Atmel、ST公司EEPROM觸發(fā)內(nèi)部Programming的條件、對(duì)是否完成Programming的狀態(tài)檢測方法，分別跟寫操作時(shí)一樣。擦除操作序列只擦除指定的一個(gè)存儲(chǔ)單元。擦除操作使得存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)變成全“1”，不需要Master輸入數(shù)據(jù)。16-bit或8-bit方式由ORG引腳電平選擇。Microchip、Atmel、ST公司EEPROM觸發(fā)內(nèi)部Programming的條件、對(duì)是否完成Programming的狀態(tài)檢測方法，分別跟寫操作時(shí)一樣。Microchip公司、Atmel公司、

33、ST公司的SPI接口EEPROM單片機(jī)：一、 引腳介紹：單片機(jī)的 40 個(gè)引腳大致可分為 4 類：電源、時(shí)鐘、控制和 I/O 引腳。 電源： VCC - 芯片電源，接+5V； VSS - 接地端； 時(shí)鐘：XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 控制線：控制線共有 4 根， ALE/PROG：地址鎖存允許/片內(nèi) EPROM 編程脈沖 ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8 位地址 PROG 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 PSEN：外 ROM 讀選通信號(hào)。 RST/VPD：復(fù)位/備用電源。 RST（Reset）功能：復(fù)

34、位信號(hào)輸入端。 VPD 功能：在 Vcc 掉電情況下，接備用電源。 EA/Vpp：內(nèi)外 ROM 選擇/片內(nèi) EPROM 編程電源。EA 功能：內(nèi)外 ROM 選擇端。 Vpp 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加編程電源 Vpp。 I/O 線80C51 共有 4 個(gè) 8 位并行 I/O 端口：P0、P1、P2、P3 口，共 32 個(gè)引腳。P3 口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）。拿到一塊芯片，想要使用它，首先必須要知道怎樣連線，我們用的一塊稱之為 89C51的芯片，下面我們就看一下如何給它連線。1、 電源：這當(dāng)然是必不可少的了。單片機(jī)使用的

35、是 5V 電源，其中正極接 40 管腳，負(fù)極（地）接 20 管腳。2、 振蒎電路：單片機(jī)是一種時(shí)序電路，必須供給脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接 18、19 腳。只要買來晶體震蕩器，電容，連上就能了，按圖 1 接上即可。3、 復(fù)位管腳：按圖 1 中畫法連好，至于復(fù)位是何含義及為何需要復(fù)要復(fù)位，在單片機(jī)功能中介紹。4、 EA 管腳：EA 管腳接到正電源端。 至此，一個(gè)單片機(jī)就接好，通上電，單片機(jī)就開始工作了。二、位電路：1.復(fù)位條件：RST引腳保持2個(gè)機(jī)械周期以上的高電平；2.復(fù)位電路： 復(fù)位后 CPU 狀態(tài)PC： 0000H TMOD： 00HAcc： 00

36、H TCON： 00HB： 00H TH0： 00HPSW： 00H TL0： 00HSP： 07H TH1： 00HDPTR：0000H TL1： 00HP0P3：FFH SCON： 00HIP：×××00000B SBUF： 不定IE：0××00000B PCON： 0×××0000B三 并行口結(jié)構(gòu)分析： 并行口結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖特殊功能寄存器地址映象表（一）特殊功能寄存器地址映象表（二）特殊功能寄存器地址映象表（三）ACC：累加器，常常用 A 表示。這是個(gè)什么東西，可不能從名字上理解，它是一個(gè)寄存器，而不

37、是一個(gè)做加法的東西，為什么給它這么一個(gè)名字呢？或許是因 為在運(yùn)算器做運(yùn)算時(shí)其中一個(gè)數(shù)一定是在 ACC 中的緣故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后我們將學(xué)到指令，能發(fā)現(xiàn)，所有的運(yùn)算類指令都離不開它。2、B：一個(gè)寄存器。在做乘、除法時(shí)放乘數(shù)或除數(shù)，不做乘除法時(shí)，隨你怎么用。3、PSW：程序狀態(tài)字。這是一個(gè)很重要的東西，里面放了 CPU 工作時(shí)的很多狀態(tài)，借此，我們能了解 CPU 的當(dāng)前狀態(tài)，并作出對(duì)應(yīng)的處理。它的各位功能請(qǐng)看表 2PSW 也稱為標(biāo)志寄存器，了解這個(gè)對(duì)于了解單片機(jī)原理非常的重要，存放各有關(guān)標(biāo)志。其結(jié)構(gòu)和定義如下：下面我們逐一介紹 sfr 各位的用途（1）CY：進(jìn)位標(biāo)志。用于表示 Ac

38、c.7 有否向更高位進(jìn)位。8051 中的運(yùn)算器是一種 8位的運(yùn)算器，我們知道，8 位運(yùn)算器只能表示到 0-255，如 果做加法的話，兩數(shù)相加可能會(huì)超過 255，這樣最高位就會(huì)丟失，造成運(yùn)算的錯(cuò)誤，怎么辦？最高位就進(jìn)到這里來。這樣就沒事了。例：78H+97H（01111000+10010111）（2）AC：輔助進(jìn)位標(biāo)志也叫半進(jìn)位標(biāo)志。 用于表示 Acc.3 有否向 Acc.4 進(jìn)位例：57H+3AH（01010111+00111010）（3）F0：用戶標(biāo)志位，由我們（編程人員）決定什么時(shí)候用，什么時(shí)候不用。（4）RS1、RS0：工作寄存器組選擇位。這個(gè)我們已知了。RS1、RS0 = 00 0 區(qū)

39、（00H07H）RS1、RS0 = 01 1 區(qū)（08H0FH）RS1、RS0 = 10 2 區(qū)（10H17H）RS1、RS0 = 11 3 區(qū)（18H1FH）（5）0V：溢出標(biāo)志位。 表示 Acc 在有符號(hào)數(shù)算術(shù)運(yùn)算中的溢出，什么是溢出我們稍后再談吧。（6）P：奇偶校驗(yàn)位：它用來表示 ALU 運(yùn)算結(jié)果中二進(jìn)制數(shù)位“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性。若為奇數(shù)，則 P=1，不然為 0。例：某運(yùn)算結(jié)果是 78H（01111000），顯然 1 的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，所以 P=0。4、DPTR（DPH、DPL）：數(shù)據(jù)指針，能用它來訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的任一單元，如果不用，也能作為通用寄存器來用，由我們自已決定如何使用。 1

40、6 位，由兩個(gè) 8 位寄存器DPH、DPL 組成。主要用于存放一個(gè) 16 位地址，作為訪問外部存儲(chǔ)器（外 RAM 和ROM）的地址指針。5、P0、P1、P2、P3：這個(gè)我們已經(jīng)知道，是四個(gè)并行輸入/輸出口的寄存器。它里面的內(nèi)容對(duì)應(yīng)著管腳的輸出。6、SP：堆棧指針。（專用于指出堆棧頂部數(shù)據(jù)的地址。）MCS-51 單片機(jī)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：5 個(gè)中斷源的符號(hào)、名稱及產(chǎn)生的條件如下：INT0：外部中斷 0，由 P32 端口線引入，低電平或下跳沿引起。INT1：外部中斷 1，由 P33 端口線引入，低電平或下跳沿引起。T0：定時(shí)器計(jì)數(shù)器 0 中斷，由 T0 計(jì)滿回零引起。T1：定時(shí)器計(jì)數(shù)器 l 中斷，由 T1 計(jì)滿回零引起。TIRI：串行 IO 中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送接收后引起。整個(gè)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見下圖一