单片机大容量FLASHRAM的扩展

发布时间:2007/9/11 0:00:00 访问次数:837

微机监控设备常常需要对监控的数据进行实时记录，以便于事后分析处理，为事故分析、设备故障诊断和维修提供准确可靠的信息，如飞机“黑匣子”、列车“运行记录器”等。数据信息的记录需要大数据容量和实时快速的读写速度，以及在掉电和复位等干扰下的可靠的数据保护。现在一般采用非易失性RAM（NVRAM）为存储介质，其缺点是没有硬件和软件写保护，在强干扰下，程序误写的概率大。

新型闪速存储器（FLASHRAM）由于同时具有EPROM的可编程能力和EEPROM的电可擦写功能，又能像SRAM一样进行随机快速访问，因而越来越多的受到国内外的广泛关注和应用。28F040是一个容量为512K×8Bit可块擦除、字节编程的EEPROM，其擦除、编程电压均为5V。

美国SST公司FLASHRAM28S040的性能特点及技术参数

（1）单电源5V供电

（2）容量512×8Bit

（3）数据保存时间大于10年

（4）重复擦写次数典型值100，000次

（5）可分块擦除每块256字节

（6）可进行硬件及软件定写保护

（7）快速读取时间（150～200）ns

其引脚功能如下：A0～A18为地址线，A0～A7选择一块数据中的某个字节，A8～A18是块地址。DQ7～DQ0为数据I/O总线，读周期输出数据，在写周期接收数据。CE为片先线，低电平时芯片被选中。OE为输出使能端。WE为写信号使能端。VCC为电源，接+5V；VSS接地。

28SF040是一个容量为512Kbyte的CMOS快速闪存，可块擦除、字节编程的EEPROM，与现存的EPROM、EEPROM兼容。它非常适合用程序和数据重复写入的场合。对这种系统的应用来说，28SF040可提高性能和稳定性。

FLASHRAM与80C196单片机接口实例

28SF040是容量并行存储器共计512Kbyte，而80C196全部寻址空间仅为64Kbyte，因此直接寻址大于64Kbyte的存储器是不行的，需要采用分而扩展技术，即CPU只提供大容量存储器的低位地址线，如A0～A12，而高位地址线A13～A18则通过扩展的CPU的I/O口来分页寻址。

1.分页扩展28SF040原理框图

图1中单片机采用Intel垢80C196，其P1口的P1.0～P1.5来控制分页码*（0～63）。74HC138译码给28SF040的片选，其地址空间为8000H～9FFFH（也可以是4000～5FFFH等其他CPU 8K的地址空间），图中74HC373为地址锁存器。

有关地址描述如下：

[A15,A14,A13]通过138译码后形成8Kbyte空间的译码线对28SF040进行片选。

28SF040共512Kbyte的空间，可分为64个8Kbyte，即64页，每页8Kbyte的空间。其中，28SF040的[A12,A11,…，A0]地址线直接与CPU的[A12,A11,…,A0]相接，高位地址线[A18,A17,A16,A15,A14,A13]通过CPU P1口的[P1.5,P1.4,P1.3,P1.2,P1.1,P1.0]进行页选。

2.FLASHRAM指定空间的寻址

在数据记录和转储过程中，有时需要对FLASHRAM特定的地址单元进行读写操作，如FLASHRAM的软件写保护等。下面以对FLASHRAM的红外线对地址15555H单元寻址为例，介绍对特定地址寻址。

15555H是FLASHRAM28SF040的绝对地址，对于CPU来说，其寻址包括两部分，一是CPU的直接寻址区，即地址线A0～A12，直接和FLASHRAM的地址线A0～A12相接，其值为[1010101010101],另一部分是CPU的译码地址，即地址线A13'～A15'，没有和FLASHRAM相接，用于系统译码片选FLASHRAM，其值为[100],因此CPU的地址为[1001010101010101]=9555H。

P1口直接和FLASHRAM的A13～A18相接，等于[001010]=0AH。