閃存芯片KM29N32000TS在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：KM29N32000TS Flash存儲(chǔ)器 單片機(jī)系統(tǒng)

在許多測量和測試應(yīng)用系統(tǒng)中，如便攜式儀器等其它電池供電系統(tǒng)，需要保證數(shù)據(jù)的可靠性和可用性，即使整個(gè)系統(tǒng)掉電，而所采集到的數(shù)據(jù)仍能長時(shí)間的保持不丟失。閃存技術(shù)的發(fā)燕尾服提供了這種可能性。閃存的非易失性非常優(yōu)越，數(shù)據(jù)可保存長達(dá)10的。本文將介紹32M位閃存芯片KM29N32000TS及其在87C552單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1 KM29N32000TS簡介

KM29N32000TS作為閃速存儲(chǔ)器兼有E2PROM的可編程能力和非易失性，并且容量大、速度快，只需單5V供電便可做讀、編程、擦除等操作。圖1是它的存儲(chǔ)器組織圖。

KM29N32000TS是44（40）腳表面封裝器件，封裝 尺寸為18.80mm11.78mm1.20mm，內(nèi)部有（4M+128K）8位的存儲(chǔ)空間，組織成8192行，（512+16）列，其中最后16列為后備列，列地址為512～527?？梢赃M(jìn)行以512字節(jié)為一頁的頁讀、字操作和以8K字節(jié)為一塊的塊擦除操作，有一個(gè)528字節(jié)的頁豁口用于頁讀、頁編程時(shí)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)傳輸。

KM29N32000TS的突出優(yōu)點(diǎn)在于：命令、地址和數(shù)據(jù)信息均通過8條I/O線傳輸，這樣4MB空間的22位地址需要分三次寫入地址寄存器，經(jīng)譯碼后訪問相應(yīng)單元。對單片機(jī)而言，當(dāng)需擴(kuò)展的存儲(chǔ)空間超過64KB時(shí)，尋址便會(huì)存在一定困難，系統(tǒng)的連線復(fù)雜而使可靠性降低。采用這種閃速存儲(chǔ)器便能克服上述困難，而且便于各式級到更大容量而無需要改外部連接。

圖2為其引腳功能圖，各引腳的功能如下：

CLE：命令鎖存使能。其為高時(shí)，命令通過I/O口線在WE信號(hào)的上升沿被鎖入命令寄存器。

ALE：地址鎖存使能。當(dāng)其為高時(shí)，地址在WE信號(hào)的上升沿被鎖入地址寄存器；當(dāng)其為低時(shí)，鎖定輸入數(shù)據(jù)。

CE：片使能。讀操作期間，CE變高，器件轉(zhuǎn)入standby模式；編程或擦除期間，器件處于忙狀態(tài)時(shí)，CE高將被忽略。

WE：寫使能。命令、地址和數(shù)據(jù)在WE信號(hào)的上升沿被鎖定。

RE：讀使能。下降沿有效。WP：寫保護(hù)。在電源電壓過渡期間，使WP為低電平時(shí)，可產(chǎn)生寫/擦除保護(hù)。

R/B：操作狀態(tài)指示。為低電平時(shí)，指示正在編程或讀操作中，操作結(jié)束后變成高，開路輸出。

I/O口：（I/O0～I(xiàn)/O7）三態(tài)。輸入命令、地址和數(shù)據(jù)以及讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。

對該存儲(chǔ)器的各種操作有著共同的特點(diǎn)：首先通過I/O口將操作命令字送入命令寄存器，然后在三個(gè)連續(xù)的寫周期內(nèi)送入欲操作單元的地址（順序?yàn)锳0～A7，A9～A16，A17～A21，A8會(huì)根據(jù)所訪問的存儲(chǔ)區(qū)域的不同而自動(dòng)設(shè)定為高或低）。

2 與87C552單片機(jī)的連接

KM29N32000TS與87C552單片機(jī)的接口電路如圖3所示。由單片機(jī)的P1口直接與存儲(chǔ)器的I/O0～I(xiàn)/O7相連，實(shí)現(xiàn)命令、地址和數(shù)據(jù)的傳輸；P1.0接CLE，控制命令輸入；P1.2接ALE，控制地址輸入；P1.1接CE，控制片選；P1.3接R/B，監(jiān)測存儲(chǔ)器的工作狀態(tài)；WR、RD分別接WE、RE，控制讀、寫操作。

圖3中的MAX809是一個(gè)電源電壓監(jiān)測芯片。當(dāng)電源電壓低于某一個(gè)值時(shí)（門限電壓），輸出低電平，使得存儲(chǔ)器進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài)。當(dāng)電源電壓超過門限電壓240ms后，才解除寫保護(hù)狀態(tài)，可以正常寫入數(shù)據(jù)。這樣可以保證寫入存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)都是有效的。MAX809的工作電流只有17μA。

3 軟件設(shè)計(jì)

與存儲(chǔ)器有關(guān)的操作有讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)（即頁編程）和擦除數(shù)據(jù)，下面僅以讀寫操作來說明其操作過程，具體過程的程序流程如圖4、圖5所示。

①在讀操作子程序中，既可以一次讀取一整頁的數(shù)據(jù)，也可以讀取指定地址處的數(shù)據(jù)。如果要連續(xù)讀取多頁數(shù)據(jù)，則需要根據(jù)存儲(chǔ)器的讀時(shí)序修改子程序。

②頁編程子程序每次可以寫一頁的數(shù)據(jù)，也可以在起始地址所在的當(dāng)前頁中寫入數(shù)據(jù)，但不能實(shí)現(xiàn)跨頁編程。如果數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)超出頁邊界，將會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。

結(jié)語

該芯片及應(yīng)用系統(tǒng)已在石油鉆井井下隨鉆測量系統(tǒng)中得到實(shí)際應(yīng)用，雖歷經(jīng)多次系統(tǒng)掉電，但數(shù)據(jù)仍保存完好。實(shí)踐證明，其可靠性高，性能穩(wěn)定，有很高的實(shí)用價(jià)值。