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大容量串行Flash的快速编程 串行Flash存储器具有体积小、功耗低、管脚少、掉电不丢失数据等诸多优点，在IC卡和便携式智能检测仪表中广泛的应用。而在这类芯片中ATMEL公司生产的AT45D041存储容量较大(4Mb)，因而在某些要求大容量存储数据的场合具有重要的应用价值，主要用于存放一些保密性要求不高、数据量极大的数据，如声音、图像或采集数据等。他们大都是SPI接口，对他们的通讯，通常采用带SPI通讯协议的微处理器。但有些单片机没有SPI接口，如51系列的单片机，通常采用I／O端口模拟SPI接口，此方法对速度要求不高的场合还可以使用，但程序编制比较复杂。本文将介 绍一种通过51系列单片机的串行口与AT45D041芯片通讯的方法，此方法不仅编程简单，且运行速度高，是一种值得推荐的编程方法。 1 AT45D041的工作原理 AT45D041是具有4 325 376位的大容量存储器，他们被分成2 048页(对应地址为PAl0一PA0)，每页264B(对应地址BA8～BA0)。这些存储器被称之为主存储器，此外AT45D041还有2个264 B的缓冲区Bufferl和Buffer2，当主存储器的某页正在被使用时，这2个缓冲区允许接收数据。当片选CS有效时，数据的传输在时钟信号SCK的同步下，通过SI(输入)和SO (输出) 进行。其原理框图如图1所示。
表1为包含AT45D041芯片IC卡管理定义。
AT45D041的最大工作频率可达10MHz，工作电压为5 V±10％，工作最大电流读为25 mA，写为50 mA，数据保持可达100年，工作温度为0～70℃，根据要求可超过指定工作温度，通讯协议为SPI串行接口方式0和方式3。 由于AT45D041只有一个管脚进行命令、数据的输入和数据的输出，其命令和数据都是串行输入的，工作时序图如图2所示。 从图2可以看出，输入数据时，SCK的上升沿前后一段时间分别为建立时间tsu (>10 ns)和保持时间tH (>25 ns)，输入接口应在SCK上升前tsu时段内将数据准备好，并在其后的tH时段内保持该数据。输出数据时，SO仅在SCK下降沿rv (<80 ns)时间后有信号输出，并在下一个时钟下降沿到来时消失(tHo＝0)，接口电路应在有效输出时间内读取数据。
51系列的单片机都具有至少一个全双工串行接口，他支持4种工作方式，这里采用方式0，作为移位寄存器输入输出。其工作时序图如图3所示。
串行口以振荡频率的1／12波特率接收和发送数据，RXD为串行数据输入输出端，TXD为同步移位信号输出端。
图4中P1.0接IC卡的CS信号，P1.1接R／B信号，P1.2接RST信号，IC卡的SCK接单片机的TxD，SI和SO接在一起与单片机的RxD相连。P0口接AD(模数转换)芯片和LCD(液晶显示屏)，P2口接键盘。 3 单片机编程 下面以一个检测IC卡状态的C语言程序来说明对这种存储器的编程方法。(关于AT45D041存储器的操作时序及命令，参阅AT45D041的器件说明书。)
位7为0表示忙；为1表示闲，可以接收下一条指令。 位6为0表示主存储区数据与缓存区比较匹配，否则为不匹配。 位5、位4、位3对于AT45D041为"011”(二进制)。 4 总体性能评价 在此系统中，单片机需采样8路12位信号，并把他们保存在数据IC卡中。只需带回IC卡，通过IC卡读写器把数据读入计算机，便可以进行数据的离线处理、分析。可以看出，仅采用几个廉价芯片，便组成一个性能可观的数据采集系统。
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