大容量串行Flash的快速编程

1、大容量串行flash的快速编程串行flash存储器具有体积小、功耗低、管脚少、掉电不走失数据等诸多优点，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，通常采纳带spi通讯协议的微处理器。但有些没有spi接口，如51系列的单片机，通常采纳io端口模拟spi接口，此办法对速度要求不高的场合还可以用法，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a

2、t45d041芯片通讯的办法，此办法不仅编程容易，且运行速度高，是一种值得推举的编程办法。1 at45d041的工作原理at45d041是具有4 325 376位的大容量存储器，他们被分成2 048页(对应地址为pal0一pa0)，每页264b(对应地址ba8ba0)。这些存储器被称之为主存储器，此外at45d041还有2个264 b的缓冲区bufferl和buffer2，当主存储器的某页正在被用法时，这2个缓冲区允许接收数据。当片选cs有效时，数据的传输在时钟信号sck的同步下，通过si(输入)和so (输出) 举行。其原理框图1所示。表1为包含at45d041芯片ic卡管理定义。at45d

3、041的最大工作频率可达10mhz，工作为5 v±10，工作最大读为25 ma，写为50 ma，数据保持可达100年，工作温度为070，按照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。2 at45d041与at89c55的接口因为at45d041惟独一个管脚举行指令、数据的输入和数据的输出，其指令和数据都是串行输入的，工作时序图2所示。从图2可以看出，输入数据时，sck的升高沿前后一段时光分离为建立时光tsu (>10 ns)和保持时光th (>25 ns)，输入接口应在sck升高前tsu时段内将数据预备好，并在其后的th时段内保持该数据。输出数据时，

4、so仅在sck下降沿rv (51系列的单片机都具有起码一个全双工串行接口，他支持4种工作方式，这里采纳方式0，作为移位寄存器输入输出。其工作时序图3所示。串行口以振荡频率的112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。本系统采纳at89c55单片机芯片实现与at45b041的接口，负责信号的采集、存储与读取及显示，其硬件接口4所示。图4中p1.0接ic卡的cs信号，p1.1接rb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(液晶显示屏)，p2口接键盘。工作原理是，ad采样

5、数据一方面通过单片机挺直存入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光尽量少。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，来提高存储速度。因为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的定义正巧相反。为此在通过uart输出数据之前必需将其举行转换。固然，通过查表可以解决这一难点。3

6、 单片机编程下面以一个检测ic卡状态的程序来解释对这种存储器的编程办法。(关于at45d041存储器的操作时序及指令，参阅at45d041的器件解释书。)定义查表矩阵 unsigned char code concode256= 0x00，0x80，0x40，0xc0，0x20，0xa0，0x60，0xe0，0x10， 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bit test

7、card(void) unsigned char tmp； cs450； scon=0； sbuf=concode0x57； 读状态寄存器指令为0x57 while(!ti)； scon=0x10； while(!ri)； tmp=concodesbuf； tmp内为状态寄存器值 cs45=1 if(tmp&0x38)=0x18) return (0); 是at45d041卡，返回0 return(1); 不是at45d041卡，返回1 at45d041芯片的状态寄存器结构如下：位7为0表示忙；为1表示闲，可以接收下一条命令。 位6为0表示主存储区数据与缓存区比较匹配，否则为不匹配。

8、位5、位4、位3对于at45d041为"011”(二进制)。4 总体性能评价在此系统中，单片机需采样8路12位信号，并把他们保存在数据ic卡中。只需带回ic卡，通过ic卡读写器把数据读入计算机，便可以举行数据的离线处理、分析。可以看出，仅采纳几个便宜芯片，便组成一共性能可观的数据采集系统。从以上程序可以看出，数据传送的速率基本上与单片机的机器周期相同。而通过以前的io端口模拟spi端口的操作中，数据传送的速率最大不到机器周期的13。另外，在串口传送数据的过程中，cpu还可以同时举行其他的命令。总体性能要比采纳io端口模拟spi端口的操作快上4倍以上。在以上的迅速数据采集系统中，花在存储方面的时光相对很少，这样，一方面数据采集的速率可以提高；另一方面单片机有充沛的时光计算、分析数据，处理lcd显示，键盘中断等。削减存储所花的时光，对整体性能的提高有着显著的意义。固然，采纳以上方式操作spi口，需要对所操