常州大學信息科學與工程學院 陳江燁

華北石化公司機動設備處 喬悅峰

新型大容量閃存與單片機的接口設計

常州大學信息科學與工程學院 陳江燁

華北石化公司機動設備處 喬悅峰

介紹了大容量存儲器AT45DB041B的特點，給出了用AVR單片機對AT45DB041B進行讀寫操作的程序。

AT45DB041B；單片機；大容量；存儲器；串行

1.芯片介紹

AT45DB041B是ATMEL公司的新型FLASH芯片。該芯片具有容量大、讀寫速度快、外圍電路少等諸多優(yōu)點，更為重要的是該芯片可最低工作在2.5V，工作電流僅為4mA，因此在移動通信、便攜等場合得到了廣泛的應用。由于采用了串行接口，大大減少了引腳數(shù)量，同時也提高了系統(tǒng)可靠性，降低了開關噪聲，縮小了封裝體積?？梢詰糜谏虡I(yè)、工業(yè)等需要高密度、低引腳數(shù)、低電壓與低功耗的應用場合。

AT45DB041B中的數(shù)據(jù)按頁存放，主存共2048頁，每頁264字節(jié)，總容量為528K字節(jié)（約4M比特）。存放在主存中的數(shù)據(jù)掉電不丟失。除了主存以外，AT45DB041B還有兩個容量為264字節(jié)的數(shù)據(jù)緩存。

表1 引腳功能描述

表2 狀態(tài)寄存器格式

2.引腳及功能描述

AT45DB041B引腳見圖1，引腳功能描述見表1。

3.芯片操作

存放在主存儲器中的數(shù)據(jù)掉電不丟失。除了主存儲器以外，AT45DB041B還有兩個容量為264字節(jié)的數(shù)據(jù)緩存。緩存可以用作主存與外部進行數(shù)據(jù)交換時的緩沖區(qū)域，也可以暫存一些臨時數(shù)據(jù)。緩存讀寫方便迅速，但掉電數(shù)據(jù)會丟失。AT45DB041B數(shù)據(jù)讀寫采用串行方式，讀寫速度快，并且兼容CMOS和TTL輸入和輸出。

圖1 AT45DB041B 引腳圖

根據(jù)數(shù)據(jù)手冊可以編寫單片機對AT45DB041B的讀寫程序，下面僅介紹數(shù)據(jù)讀取中的連續(xù)陣列讀過程：

圖2 讀取數(shù)據(jù)流程圖

圖3 寫入數(shù)據(jù)流程圖

在提供了主存儲器陣列的開始地址后，在時鐘信號的作用下連續(xù)讀命令可以從芯片中以數(shù)據(jù)流方式進行數(shù)據(jù)讀取，而無需額外的地址信息或控制信號。芯片內(nèi)部的地址計數(shù)器會在每一個時鐘周期后自動增加，因而可以在不用寫入新的地址的情況下繼續(xù)讀取下一個字節(jié)。要進行一次連續(xù)讀操作，操作碼E8H必須要寫入芯片中，隨后是3個字節(jié)的地址(24位)與4個無關字節(jié)(32位)。24個地址位中，開始的4位是保留位，接下來的的11位(PA10-PA0)來用表示將要讀取的數(shù)據(jù)在主存儲器中的頁地址，再接下來的9位(BA8-BA0)用來表示字節(jié)在頁中的地址。無關字節(jié)在讀操作初始化時是必需的，在無關字節(jié)后，SCK引腳上的時鐘信號使數(shù)據(jù)從SO引腳輸出。

狀態(tài)寄存器是一個重要寄存器，其格式見表2。讀狀態(tài)寄存器的值可以用來確定設備的忙閑狀態(tài)，忙閑狀態(tài)通過寄存器的第7位指示，如果第7位為1，則設備位于空閑狀態(tài)并可接收下一條指令。如果為0，則表示設備忙，需要等待。圖2、圖3分別是讀出數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)的流程圖。

4.軟件設計

下面給出用AVR單片機ATmega88對AT45DB041B操作的有關程序。

5.結束語

根據(jù)AT45DB041B的操作時序，完成了其與單片機之間的通信，并在筆者設計的裝置中得到了成功的應用，運行穩(wěn)定可靠。AT45DB041B的突出特點是電路簡單、價格低、存儲容量大，占用系統(tǒng)資源少，適宜在大容量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應用。

[1]Atmel Corporation.AVR 8-bit Microcontroller Data Sheet:Atmega88.pdf,2006.

[2]Atmel Corporation.Serial DATAFLASH Product Databook.

[3]Atmel Corporation.Serial DATAFLASH Application Note.

陳江燁（1977—），女，碩士，常州大學信息科學與工程學院講師。