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

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，大大減少了引腳數量，同時也提高了系統可靠性，降低了開關噪聲，縮小了封裝體積。可以應用于商業、工業等需要高密度、低引腳數、低電壓與低功耗的應用場合。

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

表1 引腳功能描述

表2 狀態寄存器格式

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據掉電不丟失。除了主存儲器以外，AT45DB041B還有兩個容量為264字節的數據緩存。緩存可以用作主存與外部進行數據交換時的緩沖區域，也可以暫存一些臨時數據。緩存讀寫方便迅速，但掉電數據會丟失。AT45DB041B數據讀寫采用串行方式，讀寫速度快，并且兼容CMOS和TTL輸入和輸出。

圖1 AT45DB041B 引腳圖

根據數據手冊可以編寫單片機對AT45DB041B的讀寫程序，下面僅介紹數據讀取中的連續陣列讀過程：

圖2 讀取數據流程圖

圖3 寫入數據流程圖

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讀命令可以從芯片中以數據流方式進行數據讀取，而無需額外的地址信息或控制信號。芯片內部的地址計數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讀取下一個字節。要進行一次連續讀操作，操作碼E8H必須要寫入芯片中，隨后是3個字節的地址(24位)與4個無關字節(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據在主存儲器中的頁地址，再接下來的9位(BA8-BA0)用來表示字節在頁中的地址。無關字節在讀操作初始化時是必需的，在無關字節后，SCK引腳上的時鐘信號使數據從SO引腳輸出。

狀態寄存器是一個重要寄存器，其格式見表2。讀狀態寄存器的值可以用來確定設備的忙閑狀態，忙閑狀態通過寄存器的第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分別是讀出數據和寫入數據的流程圖。

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，占用系統資源少，適宜在大容量數據采集系統中應用。

[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。