关键词：看门狗； 8051 ；微控制器；X5045

    X5045是一种集看门狗、电压监控和串行EEPROM 三种功能于一身的可编程电路。这种组合设计减少了电路对电路板空间的需求。

    X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时，电路中的看门狗将通过RESET信号向CPU 作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具有的电压监控功能还可以保护系统免受低电压的影响，当电源电压降到允许范围以下时，系统将复位，直到电源电压返回到稳定值为止。X5045的存储器与CPU 可通过串行通信方式接口，共有4096个位，可以按512 x 8个字节来放置数据。

    1 引脚介绍

    X5045的管脚排列如图1 所示，它共有8个引脚，各引脚的功能如下：

    CS ：电路选择端，低电平有效；                        

    SO ：串行数据输出端；

    SI ：串行数据输入端； 

    SCK：串行时钟输入端；

    WP ：写保护输入端，低电平有效；

    RESET ：复位输出端；

    VCC ：电源端；

    VSS ：接地端。

    2 工作原理

    2.1 上电复位

    向X5045加电时会激活其内部的上电复位电路，从而使RESET 引脚有效。该信号可避免系统微处理器在电压不足或振荡器未稳定的情况下工作。当VCC 超过器件的Vtrip门限值时，电路将在200ms（典型）延时后释放RESET 以允许系统开始工作。

    2.2 低电压监视

    工作时， X5045对VCC 电平进行监测，若电源电压跌落至预置的最小Vtrip以下时，系统即确认RESET，从而避免微处理器在电源失效或断开的情况下工作。当RESET 被确认后，该RESET 信号将一直保持有效，直到电压跌到低于1V 。而当VCC 返回并超过Vtrip达200ms时，系统重新开始工作。

    2.3 看门狗定时器

    看门狗定时器的作用是通过监视WDI输入来监视微处理器是否激活。由于微处理器必须周期性的触发CS/WDI引脚以避免RESET 信号激活而使电路复位，所以CS/WDI引脚必须在看门狗超时时间终止之前受到由高至低信号的触发。

    2.4 重新设置VCC 门限

    X5045/45出厂时设置的标准VCC 门限电压为Vtrip，但在应用时，如果标准值不恰当，用户可以重新调整。

    2.5 SPI串行存储器

    器件存储器部分是带块锁保护的CMOS串行EEPROM 阵列，阵列的内部组织是x8 位。X5045可提供最少为1000,000次擦写和100年的数据保存期，并具有串行外围接口（SPI）和软件协议的特点，允许工作在简单的四总线上。

    X5045主要是通过一个8 位的指令寄存器来控制器件的工作，其指令代码通过SI输入端（MSB在前）写入寄存器。表1所列为X5045的指令格式及其操作。

    2.6 时钟和数据时序

    当CS变低以后，SI线上的输入数据在SCK 的第一个上升沿时被锁存。而SO 线上的数据则由SCK的下降沿输出。用户可以停止时钟，然后再启动它, 以便在它停止的地方恢复操作。在整个工作期间，CS必须为低。

    2.7 状态寄存器

    状态寄存器包含四个非易失性状态位和两个易失性状态位。控制位用于设置看门狗定时器的操作和存储器的块锁保护。状态寄存器的格式如下（缺省值为00H) ：

    其中： WIP (Write-In-Progress) 位是易失性只读位，用于指明器件是否忙于内部非易失性写操作。WIP 位可用RDSR指令读出。当该位为“1”时，表示非易失性写操作正在进行；为“0”时，表示没有进行写操作。

    WEL（Write Enable Latch）位用于指出“写使能”锁存的状态。WEL=1时，表示锁存被设置；WEL=0 表示锁存已复位。WEL 位是易失性只读位。可以用WREN指令设置WEL 位；用WRDI指令复位WEL位。

    用BLO，BL1（Block Lock）位可设置块锁存保护的范围。任何被块锁保护的存储器都只能读出不能写入。这两个非易失性位可用WRSR指令来编程，并允许用户保护EEPROM 阵列的1/4 、1/2、全部或0。参见表2 。

    WD0、WD1（ Watchdog Timer）位用于选择看门狗的超时周期。见表3 。

    当用CS 选中器件后，送8 位RDSR指令，并由CLK 信号触发即可将状态寄存器的内容从SO 线上读出。而在写状态寄存器时，应先将CS 拉低，然后送WREN指令，再拉高CS。然后再次拉低CS，最后送入WREN指令及对应于状态寄存器内容的8 位数据即可。该操作由CS 变高结束。

    WEL位及WP引脚的状态对器件内的存储器及状态寄存器各部分保护的影响如表4所列。

    3 应用

    利用X5045可以很方便地与各类CPU 芯片进行连接。它与8031的连接电路如图2所示。其读/写的程序如下：

    4 结束语

    本电路已在笔者设计的某产品中使用，效果令人十分满意。实践证明，采用该电路的数据采集局域网系统的性能稳定可靠。X5045电路具有的多功能、反应速度快、抗干扰能力强等特点在产品设计时表现的淋沥尽致。可以说X5045是一种性能价格比较高的电路芯片，并可非常方便地与许多常用CPU系列器件接口，非常适用于智能仪器、实时控制、微型化等场合。