铁电存储器FM25640及其在电表数据存储中的应用

2 FM25640在电表数据存储中的应用

　　2.1 FM25640与MCU的连接电路

　　本设计中的单片机选择MOTOROLA公司的MC68HC908LJ12，这是一款适用于电表设计的MCU，内含12KBFlash存储器并可在线编程。同时还具有一个带有红外功能的串行通信接口SCI，一个高速SPI，8个键盘输入中断，以及内部LCD驱动模块，因而节省了外挂液晶驱动芯片。系统中的电能计量芯片则选择美国ADI公司的三相电能计量芯片ADE7758，该芯片精确度高，可以提供有功功率、无功功率、视在功率、电压有效值和电流有效值等多项数据，具有两路脉冲输出，同时也带有SPI串口。由于SPI接口可支持多个器件挂在同一个总线上，并可通过片选信号区分每一个器件，因此，将FM25640和ADE7758都通过SPI接口与单片机MC68HC908LJ12相连，并将MC68HC908LJ12的两个I／O口PTA4、PTA5分别与FM25640和ADE7758的片选端CS相连接，就可以实现片选。其具体的连接电路如图3所示。

2.2 工作过程

　　本电表系统上电复位后，首先将进行一系列的初始化操作，包括单片机MC68HC908LJ12的时钟发生模块CGM的寄存器设置、系统时钟的选择、I／O口输入输出的设置、SPI的两个控制寄存器SPCR和SPSCR的初始化、以及开中断允许等。然后再进行ADE7758的模式设置。在这些初始化工作完成后，ADE7758便开始将检测到的各个电能数据存放在相应的内部寄存器中。单片机通过I／O口PTA4给ADE7758的CS端一个低电平，即可选中ADE7758，之后再由ADE7758乎电能数据通过SPI接口传输到单片机MC68HC908LJ12的RAM中。单片机在对数据进行处理后，再通过I／O口PTA5给FM25640的CS端一个低电平，以选中FM25640，同时调用FM25640写数据子程序，并将数据存储到FM25640中。然后每隔一分钟，MC68HC908LJ12便发出一次更新数据的命令，并重复上述过程。由于每隔一分钟更新一次数据，这样，一年365天的擦写次数为1×60×24×365，即525600次，而FM25640的擦写次数达100亿次，这样计算，FM25640可以工作的年数为19025年!因此，如果系统要求更高的实时性，则完全可以缩短更新数据的周期，而FM25640出色的擦写性能完全可以满足要求。另外，也不必担心数据传输过程中掉电时数据的丢失，因为FM25640几乎可以认为是实时写入，无须任何等待时间，从而保证了系统具有很高的可靠性。

3 软件设计

　　通过FM25640的硬件SPI接口可极大地方便其软件程序的编写。

　　在对FM25640写数据时。首先需要送WREN指令，因为FM25640上电后的初始状态为禁止写操作，故应发送WREN指令以允许写操作。下一个执行的指令是WRITE指令，它包括指令码、地址以及所要写入的数据。对FM25640读数据的过程与写数据类似，只是在读操作之前不需要再先送WREN指令。限于篇幅，这里只给出FM25640写数据的子程序：

4 结束语

　　本文介绍了FM25640的主要特性和使用方法，着重讨论了它在电表数据存储中应用。由于铁电存储器在数据存储方面的出色性能，它不仅可以用于电表的数据存储，而且可以应用在大量的现代仪器仪表中(如水表、煤气表、门禁系统、医疗设备、自动取款机、汽车记录仪、工业仪器等等)。随着时间的推移和铁电存储器自身的发展，我们完全有理由相信，这种存储器必将得到越来越广泛的应用。