嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中NV SRAM存儲(chǔ)器的應(yīng)用

如果需要尋址更多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，只需在微處理器的數(shù)字接口簡(jiǎn)單地添加高位地址線即可，圖中所示的8051支持64kB(A0-A15)的尋址空間，最高5位地址線(A16-20)和片選引腳可用于選擇64kB存儲(chǔ)器頁(yè)，對(duì)于編程器而言采取讀、寫子程序能使大容量存儲(chǔ)變得完全透明。上述操作不適用于程序存儲(chǔ)器，由于微處理器取代碼時(shí)不允許頁(yè)選擇，它按照16位地址取指令，可能選擇錯(cuò)誤的頁(yè)碼。如果圖1選用DS1245，則只能尋址到一半的數(shù)據(jù)。如果用A16建立第二頁(yè)存儲(chǔ)器，當(dāng)存取第二頁(yè)的數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致微控制器取第二頁(yè)的指令。

具體設(shè)計(jì)中需注意以下事項(xiàng)

1。檢查總線時(shí)序

控制信號(hào)是否提供了足夠的讀、寫時(shí)間，要特別注意系統(tǒng)的時(shí)鐘速率，因?yàn)榭刂菩盘?hào)的時(shí)序總是取決于時(shí)鐘速率。如果總線控制信號(hào)速度過(guò)高，大多數(shù)微處理器能夠展寬時(shí)鐘，降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率。

2。確認(rèn)總線控制信號(hào)在上電或掉電時(shí)的狀態(tài)

如果Vcc高于門限電壓時(shí)CE=WE=0，當(dāng)前地址的數(shù)據(jù)在沒有正常寫操作的情況下將被破壞。如果系統(tǒng)僅對(duì)本地可尋址空間尋址，要確?？偩€控制信號(hào)在復(fù)位狀態(tài)處于禁止?fàn)顟B(tài)、保證數(shù)據(jù)不被破壞。當(dāng)采用擴(kuò)展尋址時(shí)，需保證I/O信號(hào)控制CE和WE在上電或掉電狀態(tài)下均處于高電平。利用CPU監(jiān)控電路能夠保證微處理器在NVSRAM處于電池備份模式時(shí)不會(huì)訪問NVSRAM。這時(shí)模塊內(nèi)的片選信號(hào)為高電平，與外部CE信號(hào)無(wú)關(guān)，模塊內(nèi)的SRAM將拒絕任何外部訪問。

微處理器利用NVSRAM存儲(chǔ)程序

利用NVSRAM存儲(chǔ)程序時(shí)有兩點(diǎn)值得特別考慮：1。NVSRAM必須具有足夠快的存取速率、不需要降低時(shí)鐘速度。2。Vcc低于電壓監(jiān)視門限時(shí)，不能訪問NV

SRAM。微處理器必須在每個(gè)機(jī)器周期取指令(通常每個(gè)機(jī)器周期占用一個(gè)以上的時(shí)鐘周期)，如果程序存儲(chǔ)器速度較慢、需降低時(shí)鐘速率以符合存儲(chǔ)器存取速率的要求。顯然，這種情況制約了系統(tǒng)性能。目前，5V高速NVSRAM的存取時(shí)間可以達(dá)到70ns，3。3V的NVSRAM可以達(dá)到100ns，能夠符合大多數(shù)應(yīng)用的要求。

利用復(fù)位門限接近Vcc的CPU監(jiān)控電路能夠避免微處理器在NVSRAM就緒之前對(duì)其進(jìn)行讀、寫操作，此外，Vcc噪聲有可能導(dǎo)致電壓瞬間跌落至Vcc門限以下，造成器件在瞬間干擾時(shí)無(wú)法讀取。鑒于這一點(diǎn)，建議在靠近模塊的Vcc引腳安裝去耦電容。由于市場(chǎng)上可以很容易找到5%電壓容差的CPU監(jiān)控芯片，因此，采用電壓容差為10%的NVSRAM可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)有的3。3V和5V的器件均可滿足這種要求。

如上所述，NVSRAM不適合作便攜數(shù)據(jù)的載體，當(dāng)器件脫離具有實(shí)際意義的電路時(shí)容易丟失數(shù)據(jù)。最好是在線進(jìn)行器件編程，為解決嵌入式系統(tǒng)的在線編程問題，可以簡(jiǎn)單構(gòu)建一個(gè)導(dǎo)入裝載器，流程如圖3所示。

導(dǎo)入器在切換存儲(chǔ)器(從微控制器的內(nèi)部EPROM切換到外部NVSRAM)時(shí)工作，存儲(chǔ)器內(nèi)部電路通過(guò)RS232端口接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)復(fù)制到適當(dāng)?shù)刂返腘VSRAM內(nèi)。實(shí)現(xiàn)該流程的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)格式是Intel的十六進(jìn)制文件格式，因?yàn)檫@種對(duì)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)地址的編碼格式是許多匯編語(yǔ)言采用的標(biāo)準(zhǔn)文件格式。EA引腳置“1”，選擇內(nèi)部存儲(chǔ)器，此時(shí)PC機(jī)可以通過(guò)一個(gè)RS232串口給微控制器發(fā)送數(shù)據(jù)。微控制器將代碼寫入NVSRAM后即可關(guān)閉電源、清EA引腳，當(dāng)再次上電時(shí)微處理器便開始執(zhí)行存放在NVSRAM內(nèi)的代碼。一旦完成了最初的硬件和軟件開發(fā)，就可以方便地進(jìn)行快速編程，大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。這種方案的缺陷是對(duì)于不同產(chǎn)品的開發(fā)必須保持固定的晶振頻率，以保證串行端口的波特率能夠由PC機(jī)軟件調(diào)節(jié)。