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(多图) CPU监控器X4043/45在小脑电刺激器系统中的应用

来源:电子设计信息网/作者:刘国传?? 魏传忠?? 田学隆?? 王天星?? 2008年01月29日 ?? 收藏0

  1.3.4字节写

  对于一次写操作,器件需要一个字节的从地址和一个字地址字节。这使主机可以访问阵列内的任何一个字。在收到8位数据字节之后,器件再响应一个应答。

  然后主机通过产生一个停止条件以终止传送,在这时器件开始向非易失性存储器写入的内部周期,在这个内部写周期时,器件的输入被禁止,因此器件将不响应主机的任何请求,SDA输出端处于高阻抗。

  1.3.? 5页面写

  器件能够进行页面写操作。它也以与字节写同样的方式初始化;但是在第一个数据字节传送以后不终止写周期,主机可以发送数目不受限制的8位字节。在每个字节接收之后,器件将响应一个应答,而地址则内部加1。页地址保持不变。当计数器达到本页的末尾时,它将“返转”并回到同一页的“0”。主机通过发出一个停止条件来终止数据字节的装载。地址、应答和数据传送过程见图2。

字节写过程

图2 字节写过程

  1.3.6串行读操作

  读操作以与写操作同样的方式开始,但从地址字节中的R/W位被置为1。有三种基本的操作:当前地址读、随机读和连续读。下面主要介绍连续读。

  连续地址读方式中,数据的输出是连续的,从地址n输出数据接着是从地址n+1输出数据。读操作时的数据计数器自动增加,可通过所有的页和所有的地址,可以在一次操作中

串行读出整个存储器的内容。在地址空间的末端,计数器“翻转”到地址0000H而器件对每一个接收到的应答连续输出数据。图3所示连续读方式关于应答和数据传送序列。

连续读序列

图3 连续读序列

  1.3.7? X4043/45从地址和字节地址寻址

  在一个开始条件之后,主机必须输出一个从地址字节。从地址和字节地址如下表所示:

从地址和字节地址

  2.? X4043/45与51系列单片机的通讯

  在笔者研制的小脑电刺激系统中,使用了X4045与AT89C52单片机的通讯,说明X4043/45在生物医学仪器开发中的应用。X4045与AT89C52单片机连接硬件电路图如图5所示。由于AT89C52没有监控功能,所以选用带4Kb EEPROM的CPU监控器X4045来监控程序,防止出现“死机”现象。

  在电路图中,C1是去耦电容,为阻值0.01uF的陶瓷电容器,因为电源系统的干扰源大部分是高次谐波,C1起到抗噪声和防止高次谐波干扰的作用。R1可以降低RESET上的电流。

X4045与AT89C52单片机连接硬件电路图

图4? X4045与AT89C52单片机连接硬件电路图

  实际使用表明,在本系统中编写的X4045控制寄存器的程序,能实现600ms监控作用,并已经应用于小脑电刺激系统中。

  3.结束语

  尽管FNS的神经保护作用在20世纪80年代已被发现,但直到近10年,对其保护作用机制的认识才得到逐步深化,并开始得到临床重视。我们研制的小脑电刺激器采用自身脑电进行生物仿生电流,并能显示脑电波形,能无创、安全应用在治疗脑卒中、脑外伤、视网膜中央动脉阻塞等均取得了预期疗效,还可能对改进老年患者的认知功能,防治偏头痛等疾病。

  在实现该电路功能的过程中应该注意:在向控制寄存器写之前,必须用两步来设置WEL和RWEL位,整个过程需要三步。控制寄存器的修改只能通过直接向寄存器地址写一个字节的操作来完成,并且每次寄存器写操作只允许一个数据字节。在送字节至寄存器去初始化非易失性位(这些位存储WD1、WD0、BP2、BP1、和BP0)之后,用户必须发出一个“停止”位。在第一个字节写入后X4043/45将不应答任何数据字节。改变控制寄存器中任何非易失性位需要以下步骤:

  1)????? 写02H至控制寄存器将WEL位置1。

  2)????? 写06H至控制寄存器,将RWEL和WEL两位都置1。

  3)????? 写一个值到控制寄存器,这个值使各位控制位都置成所需的状态。

  4)????? 在前面的各次操作之间发生一次读操作将不影响寄存器的写操作。

  实际使用表明,使用上述硬件电路和相应程序能实现存储和读写数据,并且能够实现理想的CPU监控器功能。在应用X4045与AT89C52通讯中,作者深深体会到对于读写操作必须严格按照其时序进行,要仔细谨慎,否则事倍功半。其X4045的读写程序遵循I2C总线规范,碍于篇幅,不再赘述。


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EEPROM? CPU监控器? 单片机? 电刺激?

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