串行FLASH SSF1101在單片機(jī)

摘要：SSF1101是存儲(chǔ)容量為4Mbit的SPI串行接口FLASH存儲(chǔ)器,其IC卡封裝形式可作為單片機(jī)系統(tǒng)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡。文中介紹了該器件的主要特性和工作原理，并以IC卡封裝形式為例，給出了其與單片機(jī)的接口電路及相應(yīng)的讀寫(xiě)程序。

１　概述

對(duì)于野外移動(dòng)工作或不便與上位機(jī)通信的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使用一個(gè)大容量、可插拔、便于更換和攜帶的智能卡來(lái)存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)，是一個(gè)較好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案。ＳＳＦ１１０１是上海新茂半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的４Ｍｂｉｔ串行接口可編程閃速存儲(chǔ)器，該器件采用ＳＰＩ串口模式與單片機(jī)或微機(jī)通信，無(wú)需任何外圍元件。利用該器件提供的ＩＣ卡封裝形式，可非常方便地和單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行接口以構(gòu)成大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。同時(shí)，該芯片具有封裝尺寸小、集成度高、電壓低、存儲(chǔ)容量大、接口方式簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

２　性能特點(diǎn)

ＳＳＦ１１０１是一個(gè)４Ｍｂｉｔ的串行ＦＬＡＳＨ存儲(chǔ)器，具有４根器件識(shí)別腳，可在一個(gè)系統(tǒng)中最多能擴(kuò)展１６片，其總存儲(chǔ)容量可達(dá)８Ｍ字節(jié)，該器件的性能特點(diǎn)如下：

●ＳＰＩ串行數(shù)據(jù)接口符合ＳＰＩ標(biāo)準(zhǔn)；

●器件內(nèi)具有４Ｍ Ｂｉｔ 閃速存儲(chǔ)器，５１２頁(yè)，每頁(yè)１０２４字節(jié)；

●內(nèi)置４位器件地址譯碼電路，可直接并聯(lián)擴(kuò)展存儲(chǔ)容量，最多可連接１６片；

●帶有雙１ｋ字節(jié)的數(shù)據(jù)緩沖器，可在編程期間寫(xiě)入或讀取數(shù)據(jù)，且讀�。瘜�(xiě)入地址自動(dòng)遞增；

●高速頁(yè)面編程，典型時(shí)間為２０ｍｓ；

●高速頁(yè)面到數(shù)據(jù)緩沖器的傳輸?shù)湫蜁r(shí)間為１００μｓ；

●頁(yè)面擦除典型時(shí)間為１０ｍｓ；

●器件擦除典型時(shí)間為２ｓ；

●內(nèi)置擦除／編程時(shí)序邏輯；

●可硬件寫(xiě)保護(hù)；

●時(shí)鐘頻率最高達(dá)１０ＭＨｚ；

●采用單５Ｖ電源工作，并有低電壓２．７～３．５Ｖ可供選擇；

●低功耗，休眠電流典型值為１８μＡ；

●與ＣＭＯＳ電平和ＴＴＬ輸入／輸出電平兼容；

●工作溫度很寬（商用）；

●內(nèi)置上電復(fù)位電路；

●在數(shù)據(jù)緩沖器和主Ｆｌａｓｈ之間進(jìn)行傳送或比較時(shí)，可對(duì)未用的數(shù)據(jù)緩沖器和狀態(tài)寄存器進(jìn)行操作。

ＳＳＦ１１０１采用３２腳ＴＳＯＰ封裝和ＩＣ卡封裝兩種形式，其ＴＳＯＰ封裝外形及引腳排列如圖１（ａ）所示，ＩＣ卡的觸點(diǎn)配置如圖１（ｂ）所示。器件的引腳功能說(shuō)明見(jiàn)表１所列。

表1 SSF110引腳說(shuō)明

序 號(hào)引腳名I/O

描 述

1RDY/BUSYO閑/忙指示，此腳為低時(shí)表示器件忙，不能閃存進(jìn)行操作2RSTI復(fù)位，低有效3WPI寫(xiě)保護(hù)，高有效。此信號(hào)有效時(shí)不能對(duì)閃存進(jìn)行寫(xiě)擦除操作6VccI電源7,8GNDI地4,5,9,10ID0～I(xiàn)D3I芯片地址A0～A3，只有命令中的Device ID和ID0～I(xiàn)D3引腳電平一致時(shí)，命令才會(huì)被器件接受11TMI測(cè)試引腳，正常使用時(shí)接地12CSI片選，低有效，命令輸入后應(yīng)重新置為高電平13SCKI串行輸入數(shù)據(jù)時(shí)鐘14SII數(shù)據(jù)輸入，命令和數(shù)據(jù)都由此腳串行輸入15SOO/Z串行數(shù)據(jù)輸出，三態(tài)16～32NCZ空腳

３　工作原理

ＳＳＦ１１０１具有４１９４３０４位主存儲(chǔ)單元，分成５１２頁(yè)面、每頁(yè)面１０２４個(gè)字節(jié)。此外ＳＳＦ１１０１還包含有２個(gè)ＳＲＡＭ緩沖器，每個(gè)緩沖器有１０２４個(gè)字節(jié)，當(dāng)主存儲(chǔ)器內(nèi)的１頁(yè)正被編程時(shí)，緩沖器照樣能接收輸入數(shù)據(jù)。ＳＳＦ１１０１使用ＳＰＩ串口訪問(wèn)它的數(shù)據(jù)，因而硬件設(shè)計(jì)十分方便，系統(tǒng)可靠性很強(qiáng)，并可把開(kāi)關(guān)噪聲降到最低。該芯片在編程期間，不需要高電壓，而編程電壓仍為電源電壓。 圖２所示是ＳＳＦ１１０１存儲(chǔ)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

ＳＳＦ１１０１通過(guò)簡(jiǎn)單的ＳＰＩ串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，器件的操作由主機(jī)發(fā)出的指令控制，一個(gè)有效指令包括一字節(jié)４位操作碼、４位器件地址以及目的緩沖器或主儲(chǔ)器地址位置。當(dāng)ＣＳ為０時(shí)，主機(jī)向器件ＳＣＫ端發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，以引導(dǎo)操作碼和地址從ＳＩ端寫(xiě)入到器件中。所有指令地址和數(shù)據(jù)都是先送高位。ＳＳＦ１１０１的操作命令如表２所列。表中的Ｘ可取任意值，它對(duì)器件操作沒(méi)有影響。

表2 SSF1101操作命令表

操 作命 令器件地址頁(yè)面地址緩沖區(qū)地址讀緩沖區(qū)11110ddddXXXXXXXXXXXXBA11-BA0讀緩沖區(qū)21111ddddXXXXXXXXXXXXBA11-BA0寫(xiě)緩沖區(qū)10110ddddXXXXXXXXXXXXBA11-BA0寫(xiě)緩沖區(qū)20111ddddXXXXXXXXXXXXBA11-BA0使用內(nèi)建擦除周期的從緩沖區(qū)1到閃存?zhèn)魉?010ddddPA11-PA0XXXXXXXXXXXX使用內(nèi)建擦除周期的從緩沖區(qū)2到閃存?zhèn)魉?011ddddPA11-PA0XXXXXXXXXXXX不使用內(nèi)建擦除周期的從緩沖區(qū)1到閃存?zhèn)?010ddddPA11-PA0X

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