AT45DB021B在電力參數(shù)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

概述

在智能電力設(shè)備中，往往要對(duì)電網(wǎng)的一些歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，以便更好的了解電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，因此需要一個(gè)大容量、接口方式簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)器，AT45DB021系列是一個(gè)較好的選擇。AT45DB021B是264Kbyte串行接口可編程閃速存儲(chǔ)器，該器件具有SPI串行接口，可以方便的與單片機(jī)和微機(jī)通訊，同時(shí)還具有體積小、存儲(chǔ)量大、電壓低等優(yōu)點(diǎn)。

主要特性

AT45DB021B的主要特點(diǎn)如下：

1．單電源供電（2.7V-3.6V），SPI串行接口符合SPI標(biāo)準(zhǔn)；

2．具有264Kbyte主存儲(chǔ)器，1024頁(yè)，每頁(yè)264字節(jié)；

3．低功耗，4mA的典型讀電流，休眠電流2 A；

4．20MHz的最大時(shí)鐘頻率，具有硬件寫保護(hù)功能；

5．帶有雙264 字節(jié)的數(shù)據(jù)緩沖器，可在對(duì)主存儲(chǔ)區(qū)操作同時(shí)對(duì)緩沖區(qū)寫入或讀取數(shù)據(jù)；

6．具有多種封裝形式。

本文采用8管腳的SOIC封裝形式，具有體積小的優(yōu)勢(shì)，其封裝外形見圖1及引腳功能見表1。

工作原理

AT45DB021B主存儲(chǔ)區(qū)共分1024頁(yè)（PAGE），每頁(yè)264字節(jié)，共2,162,688位，此外，還有2個(gè)SRAM數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（264字節(jié)/BUFFER），可以對(duì)主存儲(chǔ)區(qū)任一頁(yè)和任一數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的任一起始地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀或?qū)懖僮?，?duì)主存儲(chǔ)區(qū)的讀寫操作可以直接進(jìn)行也可以通過任一數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，另外一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是在對(duì)主存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行操作的同時(shí)，還可以對(duì)任一數(shù)據(jù)緩沖區(qū)進(jìn)行讀寫。由于AT45DB021B具有SPI串行接口，因此硬件連接十分簡(jiǎn)單。該芯片具有在線可編程功能且不需要高的編程電壓（編程電壓仍為電源電壓）。圖2為AT45DB021B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

對(duì)AT45DB021B的操作由主機(jī)發(fā)出的指令控制，一個(gè)有效的指令在 /CS的下降沿開始，包括一個(gè)8位的操作碼，要進(jìn)行操作的頁(yè)地址和緩沖區(qū)地址的位置，所有指令和數(shù)據(jù)都從最高位開始。表2是AT45DB021B的主要的操作命令。

操作命令說明：

1．關(guān)于狀態(tài)存儲(chǔ)器：它是一個(gè)8位的只讀存儲(chǔ)器，用于指示AT45DB021B的工作狀況，如圖所示：

BIT7用于顯示AT45DB021B的狀態(tài)，BIT7位＝1時(shí)，說明AT45DB021B不忙，可以對(duì)其進(jìn)行指令操作，BIT7位＝0時(shí)，指示AT45DB021B忙，可以通過檢測(cè)BIT7位來實(shí)時(shí)了解AT45DB021B的狀態(tài)，以下幾種操作將導(dǎo)致BIT7位＝0：使用內(nèi)建擦除周期從緩存到主存?zhèn)魉筒僮?，不使用?nèi)建擦除周期從緩存到主存?zhèn)魉筒僮?，?yè)擦除操作，主存儲(chǔ)器頁(yè)讀寫操作等。

2．主存儲(chǔ)器頁(yè)讀：主存儲(chǔ)器頁(yè)讀指令可以對(duì)1024頁(yè)中的任意頁(yè)進(jìn)行讀操作，命令碼為：8位操作碼+5位保留碼+10位頁(yè)地址碼+9位頁(yè)內(nèi)起始地址碼+32位無關(guān)碼；操作碼為52H或D2H，5位保留碼用于對(duì)片子的上下兼容，10位頁(yè)地址碼用于確定對(duì)主存儲(chǔ)器的哪一頁(yè)進(jìn)行操作，9位頁(yè)內(nèi)起始地址碼來確定頁(yè)內(nèi)操作的起始地址，后32為無關(guān)碼用來配合時(shí)序。當(dāng)/CS為0時(shí)，主機(jī)向器件的SCK引腳發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，引導(dǎo)操作碼和地址從SI引腳寫入器件，當(dāng)最后一位寫入后的下一個(gè)時(shí)鐘周期，頁(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)將從SO引腳輸出。

3．通過緩沖存儲(chǔ)器對(duì)主存儲(chǔ)器寫操作：
命令碼為：操作碼+5位保留碼+10位頁(yè)地址碼+9位頁(yè)內(nèi)起始地址碼，其中操作碼為82H時(shí)，數(shù)據(jù)通過緩沖存儲(chǔ)器1向主存儲(chǔ)器寫，為85H時(shí)，數(shù)據(jù)通過緩沖存儲(chǔ)器2向主存儲(chǔ)器寫操作。

應(yīng)用實(shí)例

AT45DB021B具有264Kbyte的主存儲(chǔ)區(qū)，因此可廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域 ，可與單片機(jī)構(gòu)成一個(gè)大容量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在智能高壓無功補(bǔ)償器中，AT45DB021B用于存儲(chǔ)過去60天的電壓、電流的有效值和電網(wǎng)的一些運(yùn)行參數(shù)，以便了解電網(wǎng)的歷史運(yùn)行狀況，這是一般存儲(chǔ)器達(dá)不到的。圖3給出了由MSP430F149超低功耗FLASH型單片機(jī)與AT45DB021B構(gòu)成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，并給出了對(duì)AT45DB021B讀寫操作的C語言程序，由于AT45DB021B具有SPI接口，具體的時(shí)序要滿足SPI時(shí)序要求，在此不再詳述。