CAT1161古怪的问题可以应用吗串行E2PROM带WatchDog监控芯片

只看该作者 · 2010-10-2 21:01

这段时间我在尝试使用CAT1161，碰到的问题特别古怪，耗了不少时间。

我是使用模拟的I2C程序，一个老模块，在多个I2C器件中应用过。

首先是应答问题：
发送完从机地址等待应答时，从机始终无应答。
更换了3个新的CAT1161，均是如此。换下来的器件，都能在编程器中正常操作，说明器件正常，而我的I2C程序模块，有问题。
因为是相信老的应用过模块，怎么也找不出问题。无论是单步，或断点，都无法收到应答信号。
后来将断点放到，SLC高电平，接收应答信号后面，发现已经正常收到应答信号。但是SDA却是高电平，没有应答信号。感到很奇怪。
于是，通过记录SDA信号，发现在看门狗输出复位后，SDA应答信号消失了。
原来，看门狗部分，并不独立于串行E2PROM，看门狗输出复位，也将串行E2PROM复位。
因此单步调试，或不恰当的断点，由于看门狗的干扰，将无法收到正常的应答信号。

连续读操作等待时序问题：
连续读操作时，刚开始，发现间隔一个地址，读操作出错一次。
读出的不对的数据，但是CAT1161应答正常。
开始以为读操作需要延时。
后来发现，由于书写错误，主机应答信号有误。
随机读时序为：起始位从机地址（从机应答）字节地址（从机应答）  起始位  从机地址（从机应答）数据  （主机不应答）停止位。
最后的（主机不应答），应该SDA输出高电平。错误的应答，SDA低电平，将导致连续读写出错。
正确的应答电平，就可以连续读写的。
这样说明，CAT1161设计上有问题，起始信号、还是停止信号，都不能初始化串行E2PROM。

以前带串行E2ROM监控看门狗芯片有用过，X5045、X4045。

X5045、X4045，看门狗独立，可控启动关闭看门狗，修改看门狗周期，应用更灵活，至今感觉存储数据可靠性很不错，没发现丢失数据的。
缺点是，单一的复位电平，若需要低电平复位的话，须选择 X5043、X4043，麻烦些。
I2C接口的是X4045、X4043，芯片不错，可很难买到，价格也比X5045高。几个编程器都不支持是X4045、X4043，不放心继续应用。

由于希望节省单片机端口使用，I2C总线级联多个器件，于是选择了CAT1161。

对CAT1161的担心主要是：
1、呆板的看门狗设计，固定1.6秒的复位周期，不可关闭。不可关闭，在ISP在线编程应用，肯定有麻烦，须作特殊处理。
2、串行E2PROM，起始信号、停止信号，都不能真正置位串行E2PROM。
      不知道有没有这种情况，使用过程中，串行E2PROM出错不响应了，非得复位信号才能正常。
      这样，真是没意思，单片机需要监控就算了，串行E2PROM也要监控操作。
      针对这样情况，那么，设计上得做更多特殊处理。
      比如，发现串行E2PROM出错了，等待MCU空闲，可以复位操作了；强制MCU死机，然后，看门狗动作。串行E2PROM正常了，恢复MCU工作环境，继续记录数据MCU。
      真的挺麻烦的。
3、最后一个问题，CAT1161数据稳定性怎样，不会跟其它功能这么菜吧。没有信心。用的时间较长的，有信心吗？

转贴貳馬de筆記
http://blog.21ic.com/user1/4663/archives/2009/59114.html
CAT1161应用小结
      CAT1161是一款i2c接口的内置EEPROM和看门狗的复位芯片，E2PROM大小为16Kb（2KB），看门狗监听SDA总线上电平变化，1.6s无变化时自动复位，理论上使用很方便，但由于本人第一次使用，而且对i2c总线也不是很了解，故还是应用中遇到了点问题，还好最终解决，对出现的问题简单总结下。
      MCU使用的是C8051F120，内置1路I2C接口，这个芯片内设口线不是固定的，需要配置，这个就不多说了，看手册。很多人喜欢用IO口模拟I2C总线，反正我不太喜欢，还是用芯片自带的吧。
      遇到的第一个问题是：I2C程序运行到发送完从机地址等待应答时，从机始终无应答，反复检查程序没看出端倪，浪费大量时间，遂怀疑芯片，更换之，果然换了后最起码有了应答。真恨这些奸商，拿些过期芯片糊弄人，后来检查这些芯片大部分都有问题，就两片暂时能用。
      第二问题：连续写三个字节到三个不同地址里，紧接着读出，发现读错误，或读出的数据是其他地址里的，最终解决，原因是，每次读写时两次操作之间必须间隔约10ms，写时要时间间隔可以理解，因为EEPROM是在总线时序结束后才开始写，未写完前是不会接收下次操作的，所以写的太快可能第二次的就没写进去，但读时发现似乎也要时间间隔，感觉没道理，因为每次读操作时都会等待读时序结束后才会退出的，不知道什么原因。
   /*纠正*/  经论证：写操作若不是每次等时序结束才退出的，那么两次写之间必须得延时，读操作因为是时序结束后才退出的，所以可以连续读，中间不需要延时。
   第三个问题：关于选择性读操作，就是给个地址读个数据那种操作，手册里时序为：起始位从机地址（从机应答）字节地址（从机应答）  起始位  从机地址（从机应答）数据  （主机不应答）停止位。我就是栽在第二个起始位那里，最后用示波器才发现时序错的太离谱了，所以一定好处理好时序，这个很重要。
   总之，会用之后就很简单了，最主要就是注意：延时、时序。
   当然，对新手而言，还要学会用示波器看时序，这个也很重要。

只看该作者 · 2010-10-2 21:31

测试代码：

//CAT1161测试
{
      extern int rand();

      uint ui_Test1;
      uchar uc_Test2;
      uchar uc_Test3;

      ui_Test1 = 0;

      //循环
      while (1)
      {
         uc_Test2 = rand();

         //CAT1161写操作
         {
            g_CAT1161_Write(ui_Test1, uc_Test2); //CAT1161写操作

            //正常写入
            if (gb_Slave_Busy == 0)
                  acc ++ ;  //断点测试

            //写入失败
            else
            {
                  acc ++ ;  //断点测试
                  continue;
            } //写入失败
         } //CAT1161写操作

         //CAT1161读操作
         {
            uc_Test3 = guc_CAT1161_Read(ui_Test1); //CAT1161读操作

            //正常读出
            if (gb_Slave_Busy == 0)
            {
                  //读出匹配
                  if (uc_Test2 == uc_Test3)
                     acc ++;

                  //读出错误
                  else
                  {
                     acc ++ ;  //断点测试
                     continue;
                  } //读出错误
            } //正常读出

            //读出失败
            else
            {
                  acc ++ ;  //断点测试
                  continue;
            } //读出失败
         } //CAT1161读操作

         ui_Test1 ++;
         ui_Test1 &=0x07ff;
         if (ui_Test1 == 0)
            acc ++ ;  //断点测试
      } //循环
} //CAT1161测试

I2C驱动模块

//##################################################################
//I2C总线起始位
//入口;
//出口:
//通讯池:
//功能:
//用法:
void I2cBus_Start(void) reentrant //I2C总线起始位
{
gb_Slave_Busy = 0; //从器件忙标志复位

io_SDA = 1;
      DELAY_50ns;       //延时0.05us
io_SCL = 1;
      DELAY_600ns; //延时0.6us
io_SDA = 0;
      DELAY_600ns; //延时0.6us
io_SCL = 0;
      DELAY_1200ns; //延时1.2us
} //I2C总线起始位

//##################################################################
//I2C总线终止位
//入口;
//出口:
//通讯池:
//功能:
//用法:
void I2cBus_Stop(void) reentrant //I2C总线终止位
{
io_SCL = 0;
      DELAY_1200ns; //延时1.2us
io_SDA = 0;
      DELAY_50ns;       //延时0.05us
io_SCL = 1;
      DELAY_600ns; //延时0.6us
io_SDA = 1;
      DELAY_600ns; //延时0.6us
} //I2C总线终止位

//##################################################################
//I2C总线应答符
//入口; b_Ack = 0 有效应答
//出口:
//通讯池:
//功能:
//用法:
void I2cBus_Ack(void) reentrant //I2C总线应答符
{
io_SCL = 1;
      DELAY_600ns; //延时0.6us
io_SCL = 0;
      DELAY_1200ns; //延时1.2us
} //I2C总线应答符

//##################################################################
//I2C总线写入字符
//入口; uc_Data 须写入的8位字节
//出口: 收到应答符, 返回0; 未收到应答符, 返回1
//通讯池:
//功能: 将字符写入从器件, 然后接受应答
//用法:
void I2cBus_CharWr(uchar uc_Data) reentrant //I2C总线写入字符
{
uchar uc1;

//写入8个字节
for (uc1 = 0; uc1 < 8; uc1 ++ )
{
      io_SDA = uc_Data & 0x80;
         DELAY_50ns; //延时0.05us
      io_SCL = 1;
      uc_Data <<= 1;
         DELAY_600ns; //延时0.6us
      io_SCL = 0;
         DELAY_1200ns; //延时1.2us
} //写入8个字节

io_SDA = 1;
io_SCL = 1;
      DELAY_600ns; //延时0.6us
gb_Slave_Busy = io_SDA; //从器件忙标志读应答符
io_SCL = 0;
      DELAY_1200ns; //延时1.2us
} //I2C总线写入字符

//##################################################################
//I2C总线读出字符
//入口; uc_Data 须读出的8位字节
//出口:
//通讯池:
//功能: 向从器件读取数据
//用法:
uchar uc_I2cBus_CharRd(void) reentrant //I2C总线读出字符
{
uchar uc1, uc2;

io_SDA = 1;

//读出8个字节
for (uc1 = 0; uc1 < 8; uc1 ++ )
{
      uc2 <<= 1;
      io_SCL = 1;
      //读入一位
      if (io_SDA == 1)
         uc2 ++;
      io_SCL = 0;
         DELAY_1200ns; //延时1.2us
} //读出8个字节

return (uc2);
} //I2C总线读出字符

//##################################################################
//CAT1161看门狗
//入口; 对应的寄存器数据
//出口:
//通讯池:
//功能:
//用法:
void g_CAT1161_WatchDog(void) reentrant //CAT1161看门狗
{
io_SCL = 0;
io_SDA = 0;
      DELAY_50ns; //延时0.05us
      DELAY_600ns; //延时0.6us
io_SDA = 1;
} //CAT1161看门狗

//##################################################################
//CAT1161读操作
//入口; ui_Adr 扇区地址
//出口: 读出的数据
//通讯池:
//功能: 读出一个数据
//用法:
uchar guc_CAT1161_Read(uint ui_Adr) reentrant //CAT1161读操作
{
uchar uc1, uc2;

//读操作
// 操作时间限制在10ms
for (uc1 = 0; uc1 < 250; uc1 ++)
{
      //起始位
         I2cBus_Start(); //I2C总线起始位

      //I2C总线写入字符
      //             寻址码写操作                   高位地址
         I2cBus_CharWr(b10100000 + ( ( * ( (uchar * ) & ui_Adr + 0) & b00000111) << 1) ); //I2C总线写入字符
         //从器件忙操作失败
         if (gb_Slave_Busy == 1)
            continue;

      //低位地址
         I2cBus_CharWr( * ( (uchar * ) & ui_Adr + 1) ); //I2C总线写入字符
         //从器件忙操作失败
         if (gb_Slave_Busy == 1)
            continue;

      //重新起始位
         I2cBus_Start(); //I2C总线起始位

      //CAT1161寻址
         I2cBus_CharWr(b10100001); //I2C总线写入字符
         //从器件忙操作失败
         if (gb_Slave_Busy == 1)
            continue;

      //读出指定数据
         uc2 = uc_I2cBus_CharRd(); //I2C总线读出字符

      //不作应答
         io_SDA = 1;
            DELAY_50ns; //延时0.05us
         I2cBus_Ack(); //I2C总线应答符

      I2cBus_Stop(); //I2C总线终止位
      break;
} //读操作

return (uc2);
} //CAT1161读操作

//##################################################################
//CAT1161写操作
//入口; ui_Adr 地址
//       ucp_Data 需写入的数据
//出口:
//通讯池:
//功能: 写入一个数据
//用法:
void g_CAT1161_Write(uint ui_Adr, uchar uc_Data) reentrant //CAT1161写操作
{
uchar uc1;

//扇区写操作
// 操作时间限制在10ms
for (uc1 = 0; uc1 < 250; uc1 ++)
{
      //起始位
         I2cBus_Start(); //I2C总线起始位

      //I2C总线写入字符
      //             寻址码写操作                   高位地址
         I2cBus_CharWr(b10100000 + ( ( * ( (uchar * ) & ui_Adr + 0) & b00000111) << 1) ); //I2C总线写入字符
         //从器件忙操作失败
         if (gb_Slave_Busy == 1)
            continue;

      //存储低位地址
         I2cBus_CharWr( * ( (uchar * ) & ui_Adr + 1) ); //I2C总线写入字符
         //从器件忙操作失败
         if (gb_Slave_Busy == 1)
            continue;

      I2cBus_CharWr(uc_Data); //I2C总线写入字符
      //从器件忙操作失败
      if (gb_Slave_Busy == 1)
         continue;

      I2cBus_Stop(); //I2C总线终止位
      break;
} //扇区写操作
} //CAT1161写操作