好文档就是一把金锄头!
欢迎来到金锄头文库![会员中心]
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

大容量NORFlash与8位单片机的接口设计.doc

7页
  • 卖家[上传人]:壹****1
  • 文档编号:500411384
  • 上传时间:2023-01-24
  • 文档格式:DOC
  • 文档大小:226KB
  • / 7 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • 大容量NOR Flash和8位单片机的接口设计引言Flash存储器又称闪速存储器,是 20世纪80年代末逐渐发展起来的一种新型半导体不挥发存储器它兼有 RAM和ROM的特点,既可以擦除、改写,又能够在掉电后保持数据不丢失 NOR Flash是Flash存储器中最早出现的一个品种,和其他种类的 Flash存储器相比具有以下优势:可靠性高、随机读取速度快,可以单字节或单字编程,允许 CPU直接从芯片中读取代码执行等因此 NOR Flash存储器在嵌入式系统使用开发中占有非常重要的地位本文以 SST公司的NOR Flash芯片SST39SF040和MCS-51单片机为例,针对大容量 NORFlash在8位低档单片机中使用的特殊性,详细介绍了其接口硬件和接口软件的设计方法1 SST39SF040 芯片介绍SST39SF040 是SST公司最近推出的一种基于 SuperFlash技术的NOR Flash存储器,属于SST公司并行闪速存储器系列; 适用于需要程序写入或大容量、非易失性数据重复存储的场合1.1芯片内部功能结构和外部引脚图1是SST39SF040的内部功能结构框图,由 Super-Flash存储单元、行译码器、列译码器、地址缓冲和锁存器、输入/输出缓冲和数据锁存器以及控制逻辑电路等部分组成。

      图2是其外部引脚分布图, 其中A18〜A0为地址线,CE为芯片选通信号,OE可作为读信号,WE为写信号,DQ7DQ0为数据线1.2芯片的主要特性① 容量为512 KB,按512KX 8位结构组织② 采用单一的5 V电源供电,编程电源 VPP在芯片内部产生③ 芯片可反复擦写 100 000次,数据保存时间为 100年④ 工作电流典型值为 10 mA,待机电流典型值为 30 »A⑤ 扇区结构:扇区大小统一为 4 KB⑥读取、擦除和字节编程时间的典型值:数据读取时间为45〜70 ns ;扇区擦除时间为 18 ms,整片擦除时间为 70 ms ;字节编程时间为 14»s⑦有记录内部擦除操作和编程写入操作完成和否的状态标志位⑧具有硬、软件数据保护功能⑨具有地址和数据锁存功能输川出控甲麽5flSuperFlublid/367冑句loili2Dl4e16O 9 8 7 -ft 5 4 .3 2 1 B 9 fi r.3 3 3 22 22 222 2 K I I IS 1 SST35SF040图 2 &ST39SF040 孙部1.3芯片的操作芯片的软件操作命令序列SST39SF040的软件操作可以分成两类:普通读操作和命令操作。

      普通读操作非常简单,和 RAM的读操作类似,当 OE和CE信号同时为低电平时,即可从芯片读出数据其中,BA芯片的命令操作包括芯片的识别、字节编程、扇区擦除以及整片擦除等这些操作分别由各自的软件操作命令序列来完成,如表为待编程字节的地址, Data为字节编程数据, SAX为待擦除扇区的地址命令中的地址只有低 15位有效,高4位可任意设置为 “0或“1ft 1 SST39SF040SST39SF040的软件操作命令序列实际上是由一个或多个总线写操作组成的以SST39SF040的扇区擦除为例,其操作过程包括 3个步骤:第1怖4■庠列■ i十斗剧IB廉9十写罔瞎刊*牛巧罔熹第5咛斗冷期第6卜期嘲用ft*庖址M埋扯a*-忌讪AAH^AAAILMHOiltB55-^ HAAH勺科HB^ll«AAA11SAX^5倔HAAMS&H立站討UcM155SHA AH2AAAH55M5S5EHioH*4 in 人口阴沾11AAU认MM别3555H姐H恢井o a a IXXIIranRH 104^1 :■'爭 Ili:' HlAAll51H步,开启擦除方式,用表 1中给出的第1至第5周期的总线写操作来实现;第2步,装载扇区擦除命令 (30H)和待擦除扇区的地址,用其对应的第6周期的总线写操作来实现;第 3步,进行内部擦除。

      内部擦除时间最长为 25 ms总线写操作时,OE必须保持为高电平, CE和WE应为低电平地址和数据的锁存由 CE和WE两个信号的边沿进行控制它们当中后出现的下降沿将锁存地址,先出现的上升沿将锁存数据字节编程和擦除操作的状态检测芯片在进行内部字节编程或擦除操作时都需要花费一定的时间,虽然可以采用固定的延时来等待这些操作的完成,但为了优化系统的字节编程和擦除操作时间,以及时判断内部操作的完成和否, SST39SF040 提供了两个用于检测的状态位,即跳变位 DQ6和数据查询位 DQ7在芯片进行内部操作时,只要根据图 3的流程对DQ6或者DQ7进行查询就能及时作出判断2 SST39SF040 和 MCS-51 的接口设计2.1硬件设计硬件设计就是搭建合适的接口电路, 将SST39SF040 连接到MCS-51的系统总线上根据SST39SF040 和MCS-51系列单片机的结构特性, 我们发现SST39SF040的数据线和读、写信号线可以很容易地连接到 MCS-51的系统总线上,所以要考虑的主要问题是 SST39SF040 地址线的连接由于其容量已经超出了 MCS-51的寻址范围,19根地址线无法全部连接到 MCS-51的地址总线上,因此必须在该系统中进行进一步的存储器扩展。

      存储器扩展通常可利用单片机空闲的 I/O 口线作为页面地址输出引脚来实现但是许多使用系统当中,单片机的 I/O 口线都是非常紧张的,在没有多余的I /O 口线时,页面地址就必须提前从数据总线输出并存放在锁存器中备用具体做法是:将锁存器直接挂在数据总线上,为其安排一个 I/O地址,从而构成页面寄存器,在访问存储器时,提前将页面地址作为数据写入页面寄存器即可圈吕内邪撮作尊待査询锻程根据以上分析可设计出 SST39SF040和MCS-51之间的接口电路, 如图4所示本系统中,将512 KB的存储器分为 32页面,每页大小为16 KB由此可得,页面地址需要 5位,页内偏移量需要 14位页面地址的给出是在进行存储器访问之前完成的,具体的方法是:用一条 “MOVX"命令将页面地址输出到锁存器 74LS374中,再由74LS374将页面地址保持在存储器的地址引脚 A14〜A18上页内偏移量则直接在存储器的读写命令中给出,执行命令时,低 8位地址A0〜A7从P0 口输出到74LS373中保持;地址 A8〜A13则由单片机的 P2.0〜P2.5直接提供以上分时输出的地SKT39SF040 和锁存器 74LS374的片选信号,SST39SF040 的片选信号地址范围是 8000H〜BFFFH , 74LS374 的片选信号地址范围是 4000H7FFFH 。

      MCS 51SS139SFW0團・接口电略團2.2软件设计软件设计就是编写对 SST39SF040的操作程序,包括字节读出、扇区或整片擦除以及字节编程等 下面给出第1个扇区的擦除程序,其中DELAY25为25 ms延时子程序,其他操作程序可参照编写程序编写过程中的难点是,如何将 SST39SF040中待访问的单元地址进行分解并对应到读写命令中去以扇区擦除操作的第 1个命令为例,该命令的功能是将数据 AAH写入地址 5555H中对于地址 5555H,其最高5位A18〜A14是01H,低14位A13〜A0为1555H最高5位地址决定 的页面号必须先作为数据写入锁存器 74LS374中,再将数据AAH写入该页中由低14位地址决定的单元 写入页面号时,指令中的地址可在 4000H「7FFFH范围内任选一个,即选中锁存器 74LS374 ;写人数据 AAH时,指令中的地址可由低 14位地址1555H加上8000H得到,其值为 9555H第1扇区擦除程序代码如下:ERA5E.1:MOVDPTR.MOVA. #0)HMOVX C$BPTK,A74LS374锁存,萍为巖武前5位地处MOVDPTR. fl 9555 HI&555H 高2位为片选怕号•其余为晦址All A0MOVA, OAAHMCVX ^1JPTR?A *将数据AAH 人砧对H地址WVDFTR, WOMOVMOVXA, £tX)H(^DFTR.AMOVDFTR^ ^OAAAAHMOVA, S55HMOVX@DPTR.A 數抵55H装人SAAAH地址MOVyovDFTR. -400&a, eaiH(^DPTR.AMOVDFTR. s:9555HMOV拟诃HMOVX@DPTRtA [疡数牺 flOH $5A 555511 地址MOVA* ifOAAHM(>VXMOVMOV® DP IK, A *将菽拯此AH裟入鈿弱H地址DFTR T # 4000At ft OOHMOVX@DPTR,AMOVDPTfL ^OAAAAHMOVA.M5HMOVXfeDPTK . A :裕数碾55H装人2AAAH地址MOVDimt, SSOOOHMCJVAt? 3(? HMOVX@DPTR 山LCA1XPKJ.AyRET本文从硬件和软件两个方面对大容量NOR Flash存储器和8位单片机的接口技术进行了分析、探讨,给出了具体的设计方案。

      其思想和方法对嵌入式系统的使用设计具有较高的参考价值,笔者已将它使用到一款考勤机产品的设计开发当中。

      点击阅读更多内容
      关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
      手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
      ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.