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PIC單片機(jī)與串行閃存的SPI接口設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-05-27 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
引 言

以性能穩(wěn)定、品種眾多等特點(diǎn)在工業(yè)控制、儀器儀表、家電、通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。雖然很多型號(hào)自身集成了存儲(chǔ)器,但在很多情況下難以滿足系統(tǒng)對(duì)大容量存儲(chǔ)的要求,需要外擴(kuò)非易失性的存儲(chǔ)器。與并行Flash存儲(chǔ)器相比,Flash存儲(chǔ)器占用MCU引腳少,體積小,易于擴(kuò)展,接線簡(jiǎn)單,工作可靠,故而越來(lái)越多地應(yīng)用在各類電子產(chǎn)品和工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中。本文主要討論16F877AM25P16之間的通信,在要求大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)且MCU引腳資源有限的情況下具有實(shí)用價(jià)值。

1 工作原理

(Serial Peripheral Interface)是一種常用的,用于MCU系統(tǒng)與外圍設(shè)備的通信,可用來(lái)連接存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、LCD驅(qū)動(dòng)器、傳感器,甚至其他處理器。SPI主要使用4個(gè)信號(hào):MOSI(主機(jī)輸出/從機(jī)輸人)、MISO(主機(jī)輸入/從機(jī)輸出)、SCK(串行時(shí)鐘)和CS(片選)。其中,SCK由主機(jī)產(chǎn)生,作為傳輸?shù)耐綍r(shí)鐘,控制所有數(shù)據(jù)傳輸。主機(jī)通過(guò)觸發(fā)從設(shè)備的CS決定二者之間的SPI傳輸是否能夠進(jìn)行。主機(jī)和外設(shè)都包含1個(gè)串行移位寄存器。主機(jī)通過(guò)向自己的SPI串行寄存器寫入1個(gè)字節(jié)來(lái)發(fā)起1次傳輸,然后通過(guò)MOSI信號(hào)線將數(shù)據(jù)傳給外設(shè),同時(shí)外設(shè)將自己移位寄存器中的內(nèi)容通過(guò)MISO信號(hào)線返回給主機(jī),如圖1所示。這樣,兩個(gè)移位寄存器中的內(nèi)容就交換了。也就是說(shuō),外設(shè)的寫操作和讀操作是同步完成的。在實(shí)際應(yīng)用中,如果只進(jìn)行寫操作,則主機(jī)只需忽略收到的字節(jié)即可;如果主機(jī)要讀外設(shè)的數(shù)據(jù),必須發(fā)送1個(gè)字節(jié)來(lái)引發(fā)從機(jī)的傳輸,發(fā)送的這個(gè)字節(jié)可以是任意數(shù)據(jù)。



2 M25P16簡(jiǎn)介

M25P16是16 Mb的串行,具有先進(jìn)的寫保護(hù)機(jī)制,支持速度高達(dá)50 MHz的SPI總線的存取操作。該存儲(chǔ)器有32個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)256頁(yè),每頁(yè)256字節(jié)。工作電壓范圍2.7~3.6 V,工作溫度范圍-40~+85℃。數(shù)據(jù)保存長(zhǎng)達(dá)20年,每個(gè)扇區(qū)可擦寫/編程100 000次。

M25P16支持的操作指令共有12條。指令格式為:



其中,8位的命令字是必需的,地址、啞元以及數(shù)據(jù)字節(jié)的有無(wú)和長(zhǎng)度會(huì)因指令的不同而有所差別,詳情如表1所列。所有的命令碼、地址、串行輸入/輸出的數(shù)據(jù),均是高位在前,低位在后。



對(duì)M25P16操作時(shí),先選中芯片(即片選信號(hào)S拉低),然后串行輸入操作指令字節(jié),緊接著串行輸入地址字節(jié)(0或3字節(jié)),必要時(shí)還要加入啞讀字節(jié),最后串行輸入/輸出數(shù)據(jù)字節(jié),然后把片選信號(hào)拉高,之后M25P16啟動(dòng)內(nèi)部控制邏輯,自行完成相應(yīng)的操作。

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