2 AT45DB161B串行存儲器

　　ATMEL公司的Data-Flash產品的代表型號為AT45DBxxxx。此系列存儲器容量較大(從1～256MB)；封裝尺寸小，最小封裝型式(CBGA)的尺寸為6 mm×8 mm：可采用SPI接口進行讀寫；硬件連線少；內部頁面尺寸較小，8 MB容量的頁面尺寸為264字節，16 MB和32 MB容量的頁面尺寸為512字節，64 MB容量的頁面尺寸為1056字節，128 MB容量和256 MB容量的頁面尺寸為2112字節。另外，AT45DBxxxx系列存儲器內部有兩個與主存頁面大小相同的SRAM緩存，可提高系統的靈活性，簡化數據的讀寫過程。AT45DBxxxx系列存儲器的工作電壓只需2．7～3．6 V；整個芯片的功耗也較?。坏湫妥x取電流為4 mA，待機電流僅為2 μA：讀寫的速度最大為20 Mbps。

　　AT45DB161B的容量為16 MB。分成4096頁，每頁有528個字節[3]。另外還有兩個528字節的數據緩沖器SRAM。在對主存儲器進行操作時，這兩個SRAM也可以接收數據。因此，和串行EEP-ROM相比。該器件可大大縮短讀寫時間。而采用SPI總線接口和并行的flash相比．其速度并不慢，而且抗干擾能力也比較強。

　　2．1 AT45DB161B引腳接口定義

　　表1所列是AT45DB161B的部分接口引腳定義。其中CS為片選信號，RESET為復位端，SCK、SI、SO為SPI總線，RDY／BUSY為忙信號，WP為前256頁的寫保護。
 

　　SPI接口是一種通用串行接口總線，利用SCK、SI和SO三根線可進行數據的讀／寫控制。數據以字節(8 bit)為單位。其中，SCK為時鐘信號，SI和SO為數據輸人和輸出線。

　　AT45DB161B僅支持SPI模式0和3。在這兩種模式下。SCK信號的上升沿觸發數據輸入，下降沿觸發數據輸出，二者的區別是SCK的起始電平不同。AT45DB161B復位時，默認為SPI模式3。

　　2．2 指令

　　除了存儲單元外，AT45DB161B內部還包括命令用戶接口CUI(Command User Interface)和狀態機。CUI接收用戶的軟件指令，以將其翻譯成狀態機內部操作碼并進行命令的有效性檢驗。狀態機則可控制存儲器所有的內部操作。器件內部包含一個8位的狀態寄存器，可用來指示設備的操作狀態。向存儲器輸入讀狀態寄存器命令可將狀態寄存器的數據讀出。下面簡單介紹模式SPI0和模式SPI3的讀寫存儲單元和狀態寄存器指令。 　　(1)讀狀態寄存器

　　發送命令字0XD7。可以直接得到狀態字(一個字節)，其格式如下：
 

　　其中RDY／BUSY為1時表示不忙，可以接收下一條指令；為0則表示忙。

　　設計時可通過讀狀態寄存器或SO端口來判斷前一條指令是否讀寫完畢。當存儲器不忙時，SO端口從O變到1。此外，RDY／BUSY端口也可以用來判斷前一條指令是否讀寫完畢。

　　COMP用來指示主存儲單元數據和緩沖器中數據的比較結果：COMP為0表示相等。COMP為1表示不同。

　　Bit5一Bit2可表示存儲器的容量大小。

　　(2)讀存儲器指令

　　讀存儲器的數據有兩種方式，具體如圖1所示。其中一種是直接讀存儲器任意地址的數據，這可用指令D2H加3個字節的Dataflash地址再加上四個字節的空數據來實現，以SPI模式3為例，其工作時序如圖2所示。
 

　　另一種是通過緩沖器1(2)來讀存儲器上某一頁的數據。該方式可分兩個步驟：一是將數據讀到數據緩沖器1(2)，即指令53H(55H)+3個字節的Dataflash中的頁地址(在任意SCK的模式下)；二是讀數據緩沖器1(2)，這可用指令D4H(D6H)+3個字節地址(主要表示從數據緩沖器的哪個地址開

始讀)+1個字節空數據來實現。以SPI模式3為例的讀數據緩沖器時序如圖3所示。

　　(3)向存儲器寫數據

　　寫存儲器也有兩種模式，具體如圖4所示。其中一種是通過緩沖器1(2)直接寫到存儲器中；另一種是先寫到緩沖器，再將緩沖器的數據寫到存儲器中。具體的命令過程如圖5所示。

　　上述幾個命令的格式都是一個字節的命令+3個字節的地址。

　　3 W77E58和AT45DB161B的接口電路

　　W77E58是華邦電子公司(WinBond)推出的高速增強型：MCS-51系列單片機。使用W77E58的系統速度要比傳統51系列單片機快2．5倍。工作頻率為40 MHz的W77E58相當于100 MHz的8051，加上其內置32 KB可重復編程的Flash EPROM和1KB用MOV指令訪問的內部SRAM(節省了16條數據／地址I／O口線)，以及2個增強型全雙工串行口和較低的價格，W77E58無疑是一款高性能、多功能、的高集成度8位微控制器，非常適合高速、雙串口、外圍簡捷、低成本系統。其抗干擾性能和加密性能相對也是比較好的[4]。

　　采用W77E58和AT45DB161B進行接口的汽車行駛記錄儀的電路連接如圖6所示。
 

　　4 軟件實現

　　由于W77E58沒有SPI總線，因而需要用軟件來實現，下面給出SPI總線模擬程序和對AT45DB161B的讀寫程序。

　　該軟件采用Keil C編程，其源程序代碼如下：

　　4.1 SPI總線的模擬

　　(1)從SPI上讀一個字節

　　4.2 對AT45DB161B的讀寫 
 
        (2)寫Datanash中的數據

　　下面的程序采用先寫到緩沖器，再將緩沖器的數據寫到存儲器中的方式存儲數據：