AT24C系列存储器有几根地址线_29C系列存储器串行扩展接口的设计

　　摘要:本文以三个CD4094的级联与29C系列芯片的软硬件接口设计作为例子,介绍了Atmel公司29C系列大容量快闪存储器串行扩展接口的硬件电路设计及其程序编写。此设计克服了传统存储器并行接口占用单片机I/O口过多的缺点,在实际应用电路系统中取得良好的效果。
　　关键词:29C040CD4094串行扩展接口存储器与单片机接口
　　中图分类号:文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
　　
　　引言
　　Atmel公司29C系列大容量快闪存储器只需要+5V电源并支持分页编程,此外,还具有硬件数据保护、软件数据保护、数据查询和自举模块等其他功能,在单片机系统中广泛应用。
　　但是,Atmel公司29C系列快闪存储器采用并行接口。以29C040为例,除了电源与地线外,还有8条数据线(D0～D7)、19条地址线(A0～A18)、3条控制线( 、 、 ),按常规与51单片机的连接需要占用单片机资源P0口用于数据传输,占用P0、P2、P1等用于地址线及控制线。也就是说,单片机与29C040的接口被用了22个I/O口,大量占用单片机I/O口资源,限制了29C系列存储器在单片机中的应用。因此,有必要提出一种方案,使29C系列存储器在与单片机连接时占用尽量少的I/O口资源。
　　
　　1芯片特性简介
　　1.129C系列存储器芯片简介及读写操作
　　29C系列存储器芯片常用的主要有Atmel公司的AT29C010/020/040和台湾华邦公司生产的W29C010/020/040,其芯片存储容量分别为1M/2M/4M,内部 128K/256K/512K ×8位的快速闪存。
　　29C系列存储器芯片是一种采用CMOS工艺制成的新一代快闪存储器[1]。其读访问时间为90ns,可与一般高速微处理器匹配而不需等待;为了避免总线冲突,设有两个选通端:芯片允许 和输出允许 ;采用页编程;单一+5V电源;三态输出,输入/输出与TTL电平兼容;可循环擦写1万次。
　　芯片的读操作与SRAM一样,当 和 是低电平, 是高电平时,读出指定地址单元的数据。
　　1.2CD4094芯片简介
　　CD4094是8位移位存储总线寄存器,其功能如表1[2]所示。在时钟脉冲CLK上升沿时,移位寄存器第7级的内容传送到Q8和QS。
　　
　　2 系统总体方案设计
　　按常规应用,以29C040为例,需要单片机19个I/O口来对应控制地址线A0-A18,本设计方案利用3片CD4094来实现串行转并行控制,则只需要3个I/O口即可实现对19个地址线的控制。方案框图如图1所示。
　　
　　3 硬件电路设计
　　硬件电路连接如图2所示。图中以29C040为例,CD4094引脚OE是片选,接高电平,即CD4094工作在表2(CD4094的功能表)的后四种状态。CD4094的特性是带锁存端(STR)的串行移位寄存器。它在移位时钟的作用下移位的时候不影响并行输出[3]。
　　
　　29C040的数据I/O的D0-D7与51单片机P0口相接, 、 、 、STR、DATA、CLK分别与单片机除了P0之外的其他I/O口相接即可。串行扩展后具有电路简单,占用单片机I/O口较少等优点。
　　各引脚功能为:
　　STR:芯片锁存;DATA:数据输入;CLK:时钟信号输入。
　　单片机通过对这三个信号线的时序控制,当STR为高电平的时候,数据DATA在时钟CLK的上升沿串行移入移位寄存器,在时钟CLK的下降沿最后一个状态值移入Q"S,此时数据传输到下一片CD4094,即可指定三片CD4094并行输出端口的任意高低电平,也即可以随意指定29C040的读写地址线,从而实现对29C040的读取数据操作。
　　D0-D7:数据输入/输出线,在写入周期时,片内数据锁存器锁存数据;在读周期时数据输出。
　　 :芯片允许输入线(即片选),低电平有效;当为高电平时,芯片处于低功耗备用状态。
　　 :输出允许输入线,低电平有效;在读周期时,控制芯片将数据缓冲器中的数据输出。
　　 :写允许输入线,低电平有效,在写入周期,控制指令寄存器和存储单元阵列的写入。在下降沿锁存目标地址,在上升沿锁存数据。
　　
　　4 软件程序设计
　　4.1 读操作
　　对29C040的读操作类似于SRAM[4]。当 和 均为低电平,且 为高电平时,由地址线指定的数据就输出到输入/输出端口(D0-D7)上,此时单片机读取D0-D7即可获取数据。在此过程中,关键问题在于如何通过三片CD4094指定地址。下面给出CD4094的C语言程序及详细注解。
　　4.2 写操作
　　写入过程是按扇区重新写入的,即每次必须写入整个扇区的数据,如果一个扇区内的一个字节数据改变,则整个扇区的数据都将被重新写入[5]。因此必须采用数据缓冲区来存放要写入的数据。
　　每个字节的写入是当 为高电平, 或 为低电平在 或 的下降沿写入的,其中写入的地址由三片CD4094指定,CD4094的操作同读数据时的操作。
　　结 语
　　 本文主要通过三个CD4094的级联,提出实现串行数据转换成并行数据,控制29C系列存储器地址线的接口设计方法及应用,充分地发挥29C系列存储器的性能,同时又最大限度地节约占用单片机的I/O口(只占用14个I/O口,其中8个数据线还可以复用),灵活地拓展了29C系列存储器的应用范围。
　　
　　参考文献
　　[1] 肖毅,朱绍文,张大斌.新一代大容量闪存AT29C040在单片机系统中的应用[J].微计算机信息,2001,17(11):32-33.
　　[2] 伍小芹,康耀红.利用CD4094芯片驱动点矩阵LED[J].现代计算机,2002,6:99-100.
　　[3] 唐志强.用4094实现LCD数码的交流驱动[J].黑龙江电子技术,1998,5:25-26.
　　[4] 张晶,曾宪云.闪速存储器AT29C040与单片机的接口设计[J].工业控制计算机,2003,16(1):58-60.
　　[5] 李广峰,杨媛,高勇等.ATMEL大容量闪速存储器及其应用[J].电测与仪表,1999,2:53-54.
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