大容量串行flash的快速编程

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1、大容量串行Flash的快速编程夏礼智，应立军(中南大学铁道校区湖南长沙410075)来源：中电网，WWW。CHINAECNET。COM串行Flash存储器具有体积小、功耗低、管脚少、掉电不丢失数据等诸多优点，在IC卡和便携式智能检测仪表中广泛的应用。而在这类芯片中ATMEL公司生产的AT45D041存储容量较大(4Mb)，因而在某些要求大容量存储数据的场合具有重要的应用价值，主要用于存放一些保密性要求不高、数据量极大的数据，如声音、图像或采集数据等。他们大都是SPI接口，对他们的通讯，通常采用带SPI通讯协议的微处理器。但有些单片机没有SPI接口，如51系列的单片机，通常

2、采用I／O端口模拟SPI接口，此方法对速度要求不高的场合还可以使用，但程序编制比较复杂。本文将介绍一种通过51系列单片机的串行口与AT45D041芯片通讯的方法，此方法不仅编程简单，且运行速度高，是一种值得推荐的编程方法。1AT45D041的工作原理AT45D041是具有4325376位的大容量存储器，他们被分成2048页(对应地址为PAl0一PA0)，每页264B(对应地址BA8～BA0)。这些存储器被称之为主存储器，此外AT45D041还有2个264B的缓冲区Bufferl和Buffer2，当主存储器的某页正在被使用时，这2个缓冲区允许接收数据。当片选CS有效时，数据

3、的传输在时钟信号SCK的同步下，通过SI(输入)和SO(输出)进行。其原理框图如图1所示。表1为包含AT45D041芯片IC卡管理定义。AT45D041的最大工作频率可达10MHz，工作电压为5V±10％，工作最大电流读为25mA，写为50mA，数据保持可达100年，工作温度为0～70℃，根据要求可超过指定工作温度，通讯协议为SPI串行接口方式0和方式3。2AT45D041与AT89C55的接口由于AT45D041只有一个管脚进行命令、数据的输入和数据的输出，其命令和数据都是串行输入的，工作时序图如图2所示。从图2可以看出，输入数据时，SCK的上升沿前后一段时间分别为建立

4、时间tsu(>10ns)和保持时间tH(>25ns)，输入接口应在SCK上升前tsu时段内将数据准备好，并在其后的tH时段内保持该数据。输出数据时，SO仅在SCK下降沿rv(<80ns)时间后有信号输出，并在下一个时钟下降沿到来时消失(tHo＝0)，接口电路应在有效输出时间内读取数据。51系列的单片机都具有至少一个全双工串行接口，他支持4种工作方式，这里采用方式0，作为移位寄存器输入输出。其工作时序图如图3所示。串行口以振荡频率的1／12波特率接收和发送数据，RXD为串行数据输入输出端，TXD为同步移位信号输出端。本系统采用AT89C55单片机芯片实现与AT45B041的

5、接口，负责传感器信号的采集、存储与读取及显示，其硬件接口电路图如图4所示。图4中P1.0接IC卡的CS信号，P1.1接R／B信号，P1.2接RST信号，IC卡的SCK接单片机的TxD，SI和SO接在一起与单片机的RxD相连。P0口接AD(模数转换)芯片和LCD(液晶显示屏)，P2口接键盘。工作原理是，AD采样数据一方面通过单片机直接存入IC卡，另一方面通过计算显示在液晶屏上。系统的采样速度要求达到1kHz，这对于12MHz主频的AT89C55单片机速度要求很高，这就要求花在存储方面的时间尽量少。因系统不需要与外界通信，单片机的串口闲置，这样，可以考虑利用单片机的串口，来提

6、高存储速度。由于AT45D041只支持SPI通讯的模式0和3，而AT89C55单片机支持移位寄存器输入／输出工作方式。这样可以把AT45D041当作移位寄存器来操作。但51系列单片机的串口都是先输出低位，后输出高位。这与AT45D041的定义正好相反。为此在通过UART输出数据之前必须将其进行转换。当然，通过查表可以解决这一难点。3单片机编程下面以一个检测IC卡状态的C语言程序来说明对这种存储器的编程方法。(关于AT45D041存储器的操作时序及命令，参阅AT45D041的器件说明书。)／／定义查表矩阵unsignedcharcodeconcode[256]={0x00，

7、0x80，0x40，0xc0，0x20，0xa0，0x60，0xe0，0x10，0x90，0x50，0xd0，0x30,0xb0，0x70，0xf0，......0x0f，0x8f，0x4f，0xcf，0x2f，0xaf，0x6f，0xef，0xlf，0x9f，0x5f，0xdf，0x3f，Oxbf，0x7f，Oxff}；／／检查IC的有效性函数bittestcard(void){unsignedchartmp；cs45＝0；SCON=0；SBUF=concode[0x57]；／／读状态寄存器命令为0x57while(!TI)