中电网新设计新应用：闪速存储器at29c040与单片机的接口设计.htm

很全的flash芯片驱动程序包括：SST28SF040

                <TD align=middle bgColor=#ffc85f colSpan=5 height=18><A 
                  href="http://www.chinaecnet.com/gec_online/tyvek_0301.asp" 
                  target=_blank>干燥剂的优质包装材料 </A></TD></TR>
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                  target=_blank>提供世界知名品牌的IC </A></TD></TR>
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                  target=_blank>CPU、SRAM、铂金电阻、电感</A></TD></TR>
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      <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=500 border=0>
        <TBODY>
        <TR>
          <TD height=40>
            <DIV align=center><B>闪速存储器AT29C040与单片机的接口设计</B></DIV></TD></TR>
        <TR>
          <TD height=25>
            <DIV align=center>张晶，曾宪云 </DIV></TD></TR>
        <TR>
          <TD height=25>
            <DIV align=center>（广东工业大学自动化学院，广东 广州510090）</DIV></TD></TR>
        <TR>
          <TD>摘要：介绍了Atmel公司的新一代大容量快闪存储器AT29C040的使用方法，并以笔者开发的某测试仪器为例，给出了实际应用的硬件电路及软件设计。 

            <P>关键词：快闪存储器；数据轮询；数据保护；单片机接口 </P>
            <P>中图分类号：TP334.7 文献标识码：A 文章编号：1003-353X(2003)05-0075-04 
        <BR></P></TD></TR>
        <TR>
          <TD><B>1 引言 </B>
            <P>自1984年第一块闪速存储器问世以来，闪速存储器就以其EPROM的可编程能力和EEPROM的电可擦除性能，以及在线电可改写特性而得到了广泛的应用和发展。随着制造工艺和材料的改进，闪速存储器比EPROM和EEPROM、SRAM及DRAM等存储器的优势越来越明显。 
            </P>
            <P>Atmel公司于1998年推出了新一代大容量快闪存储器AT29C040，由于它采用了Fowler-Nordheim隧道效应技术，使编程电流比第一代闪存降低了一个数量级。该芯片只需要+5V电源并支持分页编程，此外，还具有硬件数据保护、软件数据保护、数据查询和自举模块等其他功能。根据笔者的使用情况，本文对AT29C040闪速存储器的结构特点、使用方法等作了简要介绍，并以笔者开发的某测试仪器为例说明AT29C040与单片机的接口及使用方法。 
            </P>
            <P><B>2 芯片简介</B> </P>
            <P><B>2.1 芯片的结构与特点</B> 
            </P>AT29C040的结构类似于SRAM，它有8条数据线（D0～D7）、19条地址线（A0～A18）、3条控制线（/OE、/CE、/WE）以及电源、地线共32个引脚，具体引脚分布如图所示。<BR><BR>AT29C040闪速存储器有如下几个特点： 

            <P>（1）用5V单一电源供电，读、写操作使用同一电源，省去了一个12V的编程电源VPP ； </P>
            <P>（2）编程前不需要附加的擦除操作，在编程期间，擦除操作会在芯片内部自动进行；<BR></P>（3）在单个编程周期内，每次写一个扇区的数据，大大缩短了编程时间。AT29C040的扇区编程时间为10ms，而其他扇区的编程时间为数百 
            ms； 
            <P>（4）扇区容量小，减少了写数据时对系统内存资源的要求； </P>
            <P>（5）软件数据保护SDP（Software Data 
            Protect）功能。为了避免人为疏忽或者系统上电、掉电等因素引起对闪速存储器的误写操作， 
            AT29C040设置了软件数据保护功能。其原理是对闪速存储器写操作前，必须按一定顺序送入三个字节的命令码，然后才能写入数据，否则数据不能被写入。 
            </P>
            <P><B>2.2 芯片操作 </B><BR><BR><B>2.2.1 读写操作</B> </P>
            <P>对AT29C040的读操作非常简单，类似于SRAM，不再赘述。这里主要讨论一下对它进行写操作的方法。首先在系统RAM区为AT29C040产生一个扇区的数据映像，即先将待写入的数据放入 
            RAM中，接着送三字节的命令码到AT29C040中；然后将事先放在RAM中的数据传送到AT29C040指定的扇区中；最后还要等待闪速存储器的写周期时间（10ms），以便将数据写入存储器中。其“写” 
            操作时序如图所示。<BR></P><B>2.2.2 数据轮询</B> 
            <P>在编程周期期间，如果读取最后装入的字节将使I/O7上出现所装入数据的补码，一旦编程周期结束，所有输出线上的真数据有效，可以开始下一个编程周期。数据轮询可以在编程周期的任何时刻开始，数据轮询时序如图3所示。图中，各时间参数的含义分别是：tDH是数据保持时间； 
            tOEH是OE信号保持时间；tWR 是写信号恢复时间。 <BR></P><B>2.3 软件数据保护 
            </B><BR><BR>软件数据保护是通过一连串地向２个特殊地址写入３个特殊数据来完成的。关闭软件数据保护也是通过一连串地向２个特殊地址写入６个特殊数据来完成。如果不执行这样的操作，对29C040的访问将不能正常进行。该软件保护算法可由用户开启或关闭。图4和图5分别是是软件保护和关闭软件保护的流程图。 

            <P>有关29C040芯片其他特性以及一些相关参数在其芯片手册里有很详细的说明，这里不再描述，下面就其应用作一介绍。 </P>
            <P><B>3 与单片机的接口 </B></P>
            <P><B>3.1 硬件设计</B> 
            <BR><BR>AT29C040和微处理器接口很简便，和我们经常扩展的数据存储器基本相似。稍微有所不同的是，由于它相当于8个普通的64k字节空间的 
            RAM，所以地址最高3位分别由3根处理器地址线来控制，访问的范围是0 0000～7 FFFF。接口如图。 
            <BR></P>在硬件设计中，笔者使用的微处理器是80C51。由于扩展的芯片较多，在各器件的片选时，没有使用138译码器，而是采用了一个可编程逻辑器件（PLD）。在图6中，选中29C040时， 
            P13，P14的状态是00，选中ROM和RAM则分别是01和10（为简单起见，假设扩展芯片仅是以上几个）。 
            <P><B>3.2 软件设计 
            </B><BR><BR>在掌握了该芯片的主要特性之后，对它的使用就比较简单了。下面我们提供了16进制数0X45写到29C040里的C语言程序。 
            </P>
            <P>#include </P>
            <P>#include <BR><BR>void delay(unsigned int l_time); </P>
            <P>void protect(); </P>
            <P>void select_segment(unsigned char seg); </P>
            <P>unsigned char data cdat; </P>
            <P>void write_data(unsigned int m_addr,unsigned int 
            s_sector,unsigned int acount); </P>
            <P>{ </P>
            <P>unsigned int data addraa,addrbb; /* addraa 为内存地址，addrbb 为29C020地址 
            */ </P>
            <P>unsigned int data i,j; </P>
            <P>bit data flaga; </P>
            <P>flaga=EA; </P>
            <P>EA=0; </P>
            <P>addraa=m_addr; </P>
            <P>addrbb=s_sector*256; </P>
            <P>for(j=acount;j&gt;0;j--) </P>
            <P>{ </P>
            <P>protect(); </P>
            <P>for(i=0;i&lt;256;i++) </P>
            <P>{ </P>
            <P>P14=0;P13=1; </P>
            <P>cdat=XBYTE[addraa]; </P>
            <P>select_segment(s_sector/256); </P>
            <P>/*s_sector 是256的整数倍*/ </P>
            <P>XBYTE[addrbb]=cdat; </P>
            <P>P14=0;P13=1; </P>
            <P>addraa++; </P>
            <P>addrbb++; </P>
            <P><BR>} </P>
            <P>s_sector++; </P>
            <P>delay(1000); </P>
            <P>} </P>
            <P><BR>P14=0;P13=1; </P>
            <P>EA=flaga; </P>
            <P>} </P>
            <P>/* 选择 29C040 段地址(高位地址)， </P>
            <P>seg 为段地址*/ </P>
            <P>void select_segment(unsigned char seg) </P>
            <P>{ <BR></P>switch(seg) 
            <P>{ </P>
            <P>case 0: P1=0x00;_nop_(); break; /* 29c040 a18a17a16= 000 
            00000-0ffff */ </P>
            <P>case 1: P1=0x01;_nop_(); break; /* 29c040 a18a17a16= 001 
            10000-1ffff */ </P>
            <P>case 2: P1=0x02;_nop_(); break; /* 29c040 a18a17a16= 010 
            20000-2ffff */ </P>
            <P>case 3: P1=0x03;_nop_(); break; /* 29c040 a18a17a16= 011 
            30000-3ffff */ </P>
            <P>case 4: P1=0x04;_nop_(); break; /* 29c040 a18a17a16= 100 
            40000-4ffff */ </P>
            <P>case 5: P1=0x05;_nop_(); break; /* 29c040 a18a17a16= 101 
            50000-5ffff */ </P>
            <P>case 6: P1=0x06;_nop_(); break; /* 29c040 a18a17a16= 110 
            60000-6ffff */ </P>
            <P>case 7: P1=0x07;_nop_(); break; /* 29c040 a18a17a16= 111 
            70000-7ffff */ </P>
            <P>} </P>
            <P>} </P>
            <P>void protect() </P>
            <P>{ </P>
            <P>select_segment(0);/*必须写到第0段*/ </P>
            <P>XBYTE[0x5555]=0xaa; </P>
            <P>XBYTE[0x2aaa]=0x55; </P>
            <P>XBYTE[0x5555]=0xa0; </P>
            <P>P14=0;P13=1; </P>
            <P>} </P>
            <P>void delay(unsigned int l_time)/*写完一个扇区后延时*/ </P>
            <P>{ </P>
            <P>unsigned int data lp;/* 4ms */ </P>
            <P>for(lp=0;lp <BR></P>_nop_(); 
            <P>} </P>
            <P>main() </P>
            <P>{ </P>
            <P>unsigned int data i; </P>
            <P>P14=0;P13=1; </P>
            <P>for(i=0;i&lt;256;i++) </P>
            <P>{XBYTE[0x0200+i]=0x45;} </P>
            <P>write_data(0x0200,0,1); </P>
            <P>delay(1000); </P>
            <P>while(1); </P>
            <P>} </P>
            <P><B>4 结束语 </B></P>
            <P>AT29C040在单片机中的应用不仅能使用户快速地实现所需功能，而且电擦除的方式为程序和数据的存储和更新提供了方便，随着闪速存储器器件朝着容量越来越大、工作电压越来越低、支持共同的接口标准的方向发展，闪速存储器硬件接口和软件设计将越来越容易。 
            </P>
            <P><BR>参考文献: </P>
            <P>[1] 孙涵芳,徐爱卿.MCS51/96系列单片机原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社，1988. </P>
            <P>[2] 余永权.ATMEL FLASH 单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社，1997. </P>
            <P>[3] 窦振中. 单片机外围器件实用手册——存储器分册[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，1998. </P>
            <P>[4] AT29C040数据手册.www.atmel.com. <BR></P></TD></TR>
        <TR>
          <TD>
            <DIV 
align=center>本文摘自《半导体技术》</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE>
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  <TR>
    <TD>&nbsp; </TD></TR>
  <TR>
    <TD>
      <DIV align=center><A href="http://www.chinaecnet.com/about/gywm.asp">关于我们 
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  <TR>
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      <DIV align=center><B>Tel: [phone]</B><BR><B>Fax: 
      010-82888220, 0755-83243291</B></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></BODY></HTML>