閃速存儲器硬件接口和程序設計中的關鍵技術

閃速存儲器(Flash Memory)以其集成度高、制造成本低、使用方便等諸多優(yōu)點廣泛地應用于辦公設備、通信設備、醫(yī)療設備、家用電器等領域。利用其信息非易失性和可以在線更新數(shù)據(jù)參數(shù)特性，可將其作為具有一定靈活性的只讀存儲器使用。

在單片機應用系統(tǒng)中，經(jīng)常遇到大容量的數(shù)據(jù)存儲問題。閃速存儲器由于容量大、存儲速度快、體積小、功耗低等諸多優(yōu)點，而成為應用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲器的首選。但是，由于單片機的資源有限，而閃速存儲器的種類和工作方式又千差萬別，因而在單片機與閃速存儲器的接口電路和程序設計中，有許多關鍵技術問題需要解決。

　　單片機與閃速存儲器的接口電路應注意的問題有：

　　(1)很多單片機的工作電壓為+5V，而很多閃速存儲器卻工作在1.8～6V之間，有些閃速存儲器(Flash Memory)的擦除電壓又工作在12V。

　　(2)8位的單片機很多，而閃速存儲器很多是16位的。

　　(3)同一型號的閃速存儲器由于廠家不同，引腳的定義是不一樣的，例如Intel公司的28F008BV與AMD公司的29LV008有很多引腳是不一樣的。

　　單片機與閃速存儲器的程序設計應注意的問題有：

　　(1)不同廠家的閃速存儲器使用不同的操作命令集，軟件要根據(jù)不同廠家的閃速存儲器使用不同的操作命令集。

　　(2)很多閃速存儲器內(nèi)部存儲結構和時間參數(shù)是不同的。由于閃速存儲器內(nèi)部都是分成不同大小存儲塊，在對閃速存儲器進行擦除操作時，軟件要根據(jù)不同型號的閃速存儲器調(diào)整被擦除存儲塊的大小等參數(shù)。同時，由于不同型號的閃速存儲器時間參數(shù)是不同，軟件要根據(jù)閃速存儲器的時間參數(shù)來調(diào)整讀寫和擦除操作的時間。

　　針對上面遇到的問題，我們從硬件和軟件兩個方面來考慮單片機與閃速存儲器應用系統(tǒng)中應解決的關鍵技術問題。

1 單片機與閃速存儲器硬件接口的關鍵技術

　　生產(chǎn)閃速存儲器的半導體公司主要有美國的Intel、AMD公司和日本的Sharp、Fujitsu公司，這四家公司生產(chǎn)的閃速存儲器的市場占有份額相當大。表1列出了四家公司生產(chǎn)的主要型號的閃速存儲器的性能指標。

從表1中可以看出，不同廠家的閃速存儲器的工作電壓和編程擦除電壓是不一樣的，同時數(shù)據(jù)位的長度也是不一樣的。由于目前國內(nèi)應用最廣泛的單片機仍然是8位的MCS-51系列單片機，16位的單片機種類比較少，而且工作電壓在低電壓(2.7～3.6V)的單片機又是寥寥無幾。能否用市場上常見的普通8位單片機來設計一個與大多數(shù)閃速存儲器接口的電路呢?答案是肯定的。我們用普通的8位單片機AT89C52設計了一個與閃速存儲器TE28F160B3的接口電路，AT89C52是ATMEL公司生產(chǎn)的與MCS-51系列單片機兼容的8位單片機，它內(nèi)部有一個16K 的E2PROM程序存儲器，它的工作電壓是5V。TE28F160B3是INTEL公司生產(chǎn)的容量為16M位、數(shù)據(jù)總線寬度為16位的閃存存儲器，它的工作電壓為2.7～3.6V。需要指出的是，雖然TE28F160B3的工作電壓為2.7～3.6V，但是其各引腳的最大工作電壓范圍卻在-0.5V～5.0V，各引腳高電平最高工作電壓不能超過5.5V，這樣就使得我們可以使用AT89C52來設計與TE28F160B3的接口電路。該接口電路如圖1所示。