基于鐵電存儲器FM25640在電表數(shù)據(jù)存儲中的應(yīng)用

SPI接口是一種時鐘和數(shù)據(jù)同步的串行接口，應(yīng)使用SO、SI、SCK、CS四個引腳，可與任何具有SPI接口的MCU直接連接。對于沒有SPI接口的MCU，SPI可以與普通I／O口相連。然后用軟件模擬SPI接口，當(dāng)然，也可以選擇其它帶有I2C總線接口和并口的FRAM產(chǎn)品。

SPI有四種工作方式。分別為方式0、方式1、方式2和方式3，FM25640支持其中的方式0(CPOL=0，CPHA=0)和方式3(CPOL=1，CPHA=1)，等兩種方式，數(shù)據(jù)可在時鐘的上升沿移進FM25640，而且數(shù)據(jù)一般出現(xiàn)在CS有效后的第一個時鐘的上升沿。因此，如果時鐘從高電平開始，將不能產(chǎn)生第一個有效的上升沿而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失敗。數(shù)據(jù)傳輸時，所有移進和移出FM25640的數(shù)據(jù)都是8位為一組，它們與時鐘信號同步，最高有效位(MSB)在前，串行數(shù)據(jù)在時鐘的上升沿移進，并在時鐘的下降沿移出。FM25640在SPI方式0和SPI方式3時的操作時序如圖2所示。

SPI接口是通過操作指令來控制的，F(xiàn)M25640的操作指令集如表1所列，該指令集共有6條指令。當(dāng)有效后，第一個傳輸?shù)淖止?jié)就是操作指令，緊跟著操作指令之后的是兩字節(jié)的地址，該地址共16位，其中高三位不起作用，后13位則指定了一個唯一的地址。地址后面為所要寫入的數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)多于1個，則第一個數(shù)據(jù)之后的數(shù)據(jù)存儲地址由FM25640自動按順序增加。如果地址到達(dá)最高地址1FFFH，地址計數(shù)器將重新置為0000H。

2 FM25640在電表數(shù)據(jù)存儲中的應(yīng)用

2.1 FM25640與MCU的連接電路

本設(shè)計中的單片機選擇MOTOROLA公司的MC68HC908LJ12，這是一款適用于電表設(shè)計的MCU，內(nèi)含12KBFlash存儲器并可在線編程。同時還具有一個帶有紅外功能的串行通信接口SCI，一個高速SPI，8個鍵盤輸入中斷，以及內(nèi)部LCD驅(qū)動模塊，因而節(jié)省了外掛液晶驅(qū)動芯片。系統(tǒng)中的電能計量芯片則選擇美國ADI公司的三相電能計量芯片ADE7758，該芯片精確度高，可以提供有功功率、無功功率、視在功率、電壓有效值和電流有效值等多項數(shù)據(jù)，具有兩路脈沖輸出，同時也帶有SPI串口。由于SPI接口可支持多個器件掛在同一個總線上，并可通過片選信號區(qū)分每一個器件，因此，將FM25640和ADE7758都通過SPI接口與單片機MC68HC908LJ12相連，并將MC68HC908LJ12的兩個I／O口PTA4、PTA5分別與FM25640和ADE7758的片選端CS相連接，就可以實現(xiàn)片選。其具體的連接電路如圖3所示。