串行DataFlash存储器及其与单片机的接口

　　摘要：DataFlash是Atmel公司新推出的大容量串行Flash存储器产品，具有体积小、容量大、功耗低和硬件接口简单的特点，非常易于构成微型测量系统。本文重点介绍此类存储器与单片机的接口，并给出实际的电路设计和软件代码示例。
　　关键词：串行Flash存储器接口AT45DB161B
　　
　　1概述
　　
　　Flash存储器按其接口可分为串行和并行两大类。串行Flash存储器大多采用I2C接口或SPI接口进行读写；与并行Flash存储器相比，所需引脚少、体积小、易于扩展、与单片机或控制器连接简单、工作可靠，所以串行Flash存储器越来越多地用在各类电子产品和工业测控系统中。
　　
　　DataFlash是美国Atmel公司新推出的大容量串行Flash存储器产品，采用NOR技术制造，可用于存储数据或程序代码，其产品型号为AT45DBxxxx。此系列存储器容量较大，从1Mb～256Mb；封装尺寸小，最小封装型式（CBGA）尺寸为6mm×8mm；采用SPI接口进行读写，硬件连线少；内部页面尺寸较小，8Mb容量的页面尺寸为264字节，16Mb和32Mb容量的页面尺寸为512字节，64Mb容量的页面尺寸为1056字节，128Mb容量和256Mb容量的页面尺寸为2112字节。另外，AT45DBxxxx系列存储器内部集成了两个与主存页面相同大小的SRAM缓存，极大地提高了整个系统的灵活性，简化了数据的读写过程。此外，AT45DBxxxx系列存储器工作电压较低，只需2.7～3.6V；整个芯片的功耗也较小，典型的读取电流为4mA，待机电流仅为2μA。所有这些特点使得此系列存储器非常适合于构成微型、低功耗的测控系统。笔者就使用AT45DB161B存储器和PIC16LC73B单片机及微型压力传感器构成了用两片纽扣电池驱动的微型压力测量装置，其外形尺寸仅为φ10mm×20mm。
　　
　　2芯片简介
　　
　　2.1引脚排列和功能
　　
　　AT45DB161B为DataFlash系列中的中档产品，单片容量为16Mb。其引脚排列如图1所示，引脚功能如表1所列。
　　
　　表1AT45DB161B引脚功能
　　
　　引脚名称功能描述CS片选SCK串行时钟SI串行输入SO串行输出WP页面写保护RESET复位RDY/BUSY准备好/忙NC未使用
　　2.2芯片内部逻辑结构
　　
　　AT45DB161B的内部逻辑结构分为三个部分：存储器页阵列（主存）、缓存与I/O接口。AT45DB161B的存储页面大小为528字节，整个存储器共分为4096页，片内集成了两个528字节的SRAM缓存，内部逻辑结构如图2所示。
　　
　　3存储器读写接口
　　
　　3.1SPI接口及操作模式
　　
　　AT45DB161B存储器采用SPI接口进行读写。SPI接口是一种通用串行接口总线，字长为8位，用来与外部设备（例如EEPROM、A/D转换器等）进行通信。SPI接口利用SCK、SI和SO三根线进行数据的读/写。其中，SCK为时钟信号，SI和SO为数据输入和输出线。AT45DB161B的SCK引脚的时钟信号必须由外部单片机或控制器输入，读/写命令字由SI引脚输入，数据由SO引脚输出。
　　
　　SPI接口共有四种操作模式，分别为0、1、2和3。SPI操作模式决定了设备接收和发送数据时的时钟相位和极性，即决定了时钟信号的上

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